DE10110833B4 - Process for applying a phosphate coating and use of the thus phosphated metal parts - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Aufbringen eines Phosphatüberzüges auf metallische Oberflächen durch Benetzen dieser Oberflächen mit einer wässerigen sauren Phosphatierungslösung, dadurch gekennzeichnet, daß die Phosphatierungslösung
– 0,2 bis kleiner 10 g/L Zinkionen,
– 0,5 bis 25 g/L Manganionen und
– 2 bis 300 g/L Phosphationen, gerechnet als P2O5, enthält,
– daß der Phosphatierungslösung kein Kupfer und kein Nickel zugegeben wird und
– daß das Zink : Mangan – Gewichtsverhältnis der Phosphatierungslösung im Bereich von 0,05 : 1 bis 1 : 1 gehalten wird,
wobei die auf diese Weise vorphosphatierten Metallteile anschließend umgeformt, mit anderen Metallteilen verklebt, mit anderen Metallteilen verschweißt oder/und mit einer zweiten Phosphatierungslösung nachphosphatiert werden.
Process for applying a phosphate coating to metallic surfaces by wetting these surfaces with an aqueous acidic phosphating solution, characterized in that the phosphating solution
0.2 to less than 10 g / L zinc ions,
- 0.5 to 25 g / L manganese anions and
Containing from 2 to 300 g / L of phosphate ions, calculated as P 2 O 5 ,
- That the phosphating solution no copper and no nickel is added and
That the zinc: manganese weight ratio of the phosphating solution is kept within the range of 0.05: 1 to 1: 1,
wherein the thus pre-phosphated metal parts are then formed, glued to other metal parts, welded to other metal parts or / and phosphated with a second phosphating solution.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen von Phosphatüberzügen auf metallischen Oberflächen durch Benetzen mit einer wässerigen Phosphatierungslösung, die zum Vorphosphatieren verwendet wird, sowie die Verwendung der erfindungsgemäß beschichteten Metallteile.The The invention relates to a method for applying phosphate coatings metallic surfaces by wetting with a watery phosphating which is used for the Vorphosphatieren, as well as the use of coated according to the invention Metal parts.

Phosphatüberzüge werden in großem Umfang als Korrosionsschutzschichten, als Umformhilfe sowie als Haftgrund für Lacke und andere Beschichtungen eingesetzt. Vor allem wenn sie als Schutz für eine begrenzte Zeit insbesondere der Lagerung verwendet und dann z.B. lackiert werden, werden sie als Vorbehandlungsschicht vor dem Lackieren bezeichnet. Wenn auf den Phosphatüberzug jedoch keine Lackschicht und keine andersartige organische Beschichtung folgt, wird von Behandlung anstelle von Vorbehandlung gesprochen. Diese Überzüge werden auch als Konversionsschichten bezeichnet, wenn mindestens ein Kation der metallischen Oberfläche, also der Oberfläche des Metallteils, herausgelöst und zum Schichtaufbau mitverwendet wird.Phosphate coatings are in big Scope as corrosion protection layers, as Umformhilfe and as Primer for Paints and other coatings used. Especially if you as protection for a limited amount of time in particular storage and then used e.g. be painted, they are used as a pretreatment layer before Varnish called. If on the phosphate coating but no varnish layer and no other type of organic coating is followed by treatment instead of pretreatment. These coatings are also called conversion layers when at least one cation of the metallic surface, ie the surface of the metal part, dissolved out and is used for layer construction.

Das Vorphosphatieren wird bisher für verzinktes Stahlband eingesetzt. Unter Vorphosphatieren wird heute üblicherweise ein Phosphatierverfahren verstanden, bei dem metallische Substrate entweder ohne vorhergehende Reinigung direkt nach der Verzinkung oder mit einer vorhergehenden Reinigung, wenn keine Verzinkung oder eine Lagerung von ggfs. beölten Substraten gewählt wird und anschließend noch einmal phosphatiert wird. Derartige vor- und nachphosphatierte werden in hohem Umfang in der Automobilindustrie eingesetzt. Zwischen dem Vorphosphatieren mit einer Phosphatierungslösung und dem zweiten Phosphatieren (= Nachphosphatieren, mit einer zweiten Phosphatierungslösung) kann ein Schneiden bzw. Bearbeiten der Substrate, ein Umformen, ein Verkleben mit anderen Teilen, die ggfs. auch vorphosphatiert wurden, oder/und ein Schweißen der Substrate erfolgen. Nach Kenntnis der Anmelderin sind jedoch bisher keine Vorphosphatierverfahren bekannt, bei denen ohne deutliche Qualitätsverluste weitgehend oder gänzlich frei von Nickel gearbeitet werden kann.The Vorphosphatieren is so far for galvanized steel band used. Under Vorphosphatieren is today usually a Phosphatierverfahren understood in the metallic substrates either without prior cleaning directly after galvanizing or with a previous cleaning, if no galvanizing or a storage of possibly oiled Substrates selected and then is phosphated again. Such pre-and post-phosphated are used extensively in the automotive industry. Between the Vorphosphatieren with a phosphating solution and the second phosphating (= Postphosphate, with a second phosphating solution) can cutting the substrates, forming, gluing with other parts, which may also have been pre-phosphated, or / and a welding the substrates take place. To the knowledge of the Applicant, however So far no Vorphosphatierverfahren known in which without significant quality losses largely or wholly can be worked free of nickel.

Unter den Beschichtungsverfahren haben die sogenannten Auftrockenverfahren ("norinse processes") insbesondere für die schnelle Beschichtung von kontinuierlich laufenden Bändern aus mindestens einem metallischen Werkstoff eine hohe Bedeutung. Diese Bänder können Bleche von geringer oder sehr großer Breite sein. Auf diese Bänder wird üblicherweise direkt nach der Verzinkung, ggf. aber auch nach geeigneter Reinigung bzw. Entfettung und nach Spülung mit Wasser oder einem wässerigen Medium sowie ggf. nach einer Aktivierung der metallischen Oberfläche, ein Phosphatüberzug durch Benetzung mit einer Phosphatierungslösung aufgebracht und aufgetrocknet. Ein Spülen nach dem Auftrocknen des Phosphatüberzugs könnte diesen beeinträchtigen, insbesondere wenn der Phosphatüberzug nicht oder nur teilweise kristallin ist. Die derart beschichteten Substrate können lackiert werden.Under The coating process has the so-called drying methods ("norinse processes") especially for the fast Coating of continuously running tapes of at least one metallic one Material a high importance. These bands can be sheets of low or very large width be. On these bands becomes common directly after galvanizing, but also after suitable cleaning or degreasing and after flushing with water or a watery one Medium and possibly after activation of the metallic surface, a phosphate coating applied by wetting with a phosphating solution and dried. A rinse after drying the phosphate coating could affect this especially if the phosphate coating not or only partially crystalline. The so coated Substrates can to be painted.

Alternativ zu den sogenannten Auftrockenverfahren werden Beschichtungsverfahren eingesetzt, bei denen auf einzelne Teile, Drähte oder Bänder aus metallischen Werkstoffen Phosphatschichten insbesondere durch Spritzen, Sprühen, Tauchen der Phosphatierungslösung aufgebracht wird, die mit Kationen aus den metallischen Substraten reagieren und einen Phosphatüberzug ausbilden. Diese Substrate werden üblicherweise gespült, ggf. nachgespült und ggf. nach einem Trocknen beölt. Unbeölte bzw. vom Ölfilm befreite phosphatierte Substrate können lackiert werden.alternative the so-called dry-up processes become coating processes used in which on individual parts, wires or strips of metallic materials Phosphate coatings, in particular by spraying, spraying, dipping the phosphating solution is applied with cations from the metallic substrates react and a phosphate coating form. These substrates are usually rinsed, if necessary rinsed and possibly oiled after drying. Unbeölte or from the oil film liberated phosphated substrates can be painted.

Bei der Zinkphosphatierung auf verzinkten Substraten und bei der anschließenden Lackierung, insbesondere mit kathodischem Tauchlack, treten immer wieder Lackhaftungsprobleme auf, bei denen der gesamte Lackaufbau in vielen kleinen oder sogar in größeren Partien enthaftet werden kann und der Lack mühelos abzogen werden kann. Bei einem Gitterschnitt-Test kann die totale Enthaltung bei einem Teil der Testkörper nachgewiesen werden.at zinc phosphating on galvanized substrates and subsequent painting, Especially with cathodic dip paint, paint adhesion problems occur again and again on where the entire paint buildup in many small or even in larger lots can be detacked and the paint can be easily removed. In a cross-cut test, the total abstention at a Part of the test body be detected.

In der Vergangenheit wurden diese Probleme großtechnisch dadurch umgangen, daß der Phosphatierungslösung Nickel zugesetzt wurde, so daß diese meistens Nickel-Gehalte im Bereich von 0,5 bis 1,5 g/L aufwies. Bei der Zink-Mangan-Nickel- Phosphatierung wurden dabei meist Zink-Gehalte im Bereich von 0,6 bis 2 g/L und Mangan-Gehalte im Bereich von 0,4 bis 1 g/L gewählt, wobei der Zink-Gehalt üblicherweise höher ist als der Mangan-Gehalt.In In the past, these problems were bypassed industrially by that the phosphating Nickel was added so that these mostly nickel contents in the range of 0.5 to 1.5 g / L. In the zinc-manganese-nickel phosphating were usually zinc contents in the range of 0.6 to 2 g / L and manganese contents in the range of 0.4 to 1 g / L, the zinc content usually is higher than the manganese content.

Aufgrund der Giftigkeit und der Unverträglichkeit mit der Umwelt sind erhöhte Nickel-Gehalte in der Phosphatierungslösung, die zu unvermeidbaren hohen Schwermetall-Gehalten im Abwasser, im Phosphatschlamm und im Schleifstaub führen, immer weniger vertretbar. Es gibt daher etliche Ansätze, mit Nickel-freien oder zumindest Nickel-ärmeren Phosphatierungslösungen zu arbeiten. Diese Phosphatierungslösungen haben sich bisher jedoch noch nicht in weitem Ausmaß durchgesetzt, sondern zeigen bisher immer noch deutliche Nachteile im Vergleich zu den Nickel-reichen Phosphatierverfahren. Wenn bisher mit geringen Gehalten an Nickel in der Automobilindustrie phosphatiert wurde, ergaben sich Probleme mit einer schwankenden Lackhaftung, so daß diese Versuche nicht weitergeführt wurden. Darüber hinaus ist es das Bestreben, auch giftige Schwermetalle wie Kobalt und Kupfer selbst in geringen Mengen zu vermeiden.Due to the toxicity and the incompatibility with the environment, increased nickel contents in the phosphating solution, which lead to unavoidably high heavy metal contents in the waste water, in the phosphate sludge and in the grinding dust, are becoming less and less sustainable. There are therefore several approaches to work with nickel-free or at least nickel-poor phosphating. These phosphating solutions ha However, they have not yet been widely enforced, but still show clear disadvantages compared to the nickel-rich phosphating process. Previously phosphating with low levels of nickel in the automotive industry has resulted in problems with varying paint adhesion, so these attempts have not been continued. In addition, it is the desire to avoid even toxic heavy metals such as cobalt and copper even in small quantities.

DE 40 13 483 A1 beschreibt ein Verfahren zur Phosphatierung von Metalloberflächen mit wässerigen, sauren Phosphatierungslösungen, die Zink, Mangan, Kupfer, Phosphat und Oxidationsmittel sowie nur Spuren von Nickel enthalten, wobei die Konzentration an Fe2+-Ionen unter 0,1 g/L gehalten werden soll. In den Beispielen werden Kupfer-Gehalte im Bereich von 3 bis 5 mg/L angeführt. Ernsthafte Probleme können jedoch mit den dort genannten Phosphatierungslösungen auf verzinkten Oberflächen auftreten, während sonst die Qualität der Trikation-Verfahren auf Basis Nickel-reicher Zn-Mn-Ni-Phosphatierung erreicht wird. DE 40 13 483 A1 describes a process for phosphating metal surfaces with aqueous, acidic phosphating solutions containing zinc, manganese, copper, phosphate and oxidizing agents and only traces of nickel, the concentration of Fe 2+ ions being kept below 0.1 g / L. In the examples, copper contents in the range of 3 to 5 mg / L are cited. Serious problems, however, can occur with the phosphating solutions mentioned there on galvanized surfaces, while otherwise the quality of the trication method based on nickel-rich Zn-Mn-Ni phosphating is achieved.

DE 42 10 513 A1 handelt ein Verfahren zur Erzeugung von kupferhaltigen, nickelfreien Phosphatschichten durch Spritzen oder/und Tauchen mit einer Phosphatierungslösung, die 0,2 bis 2 g/L Zink, 5 bis 30 g/L P2O5, 0,005 bis 0,025 g/L Kupfer und 0,5 bis 5 g/L einer Verbindung auf Basis Hydroxylamin, berechnet als HA, aufweist, durch die Phosphatkristalle mit einer Kantenlänge im Bereich von 0,5 bis 10 μm erzeugt werden. Dadurch sollen porenarme, dichte Phosphatschichten mit einem geringen Flächengewicht, hervorragender Korrosionsbeständigkeit und sehr guter Lackhaftung erzeugt werden. Alle kupferhaltigen Ausführungsbeispiele zeigen entweder ein Zn : Mn-Verhältnis > 1 oder einen hohen Nickel-Gehalt. DE 42 10 513 A1 is a process for producing copper-containing, nickel-free phosphate coatings by spraying and / or dipping with a phosphating solution containing 0.2 to 2 g / L zinc, 5 to 30 g / LP 2 O 5 , 0.005 to 0.025 g / L copper and 0 , 5 to 5 g / L of a compound based on hydroxylamine, calculated as HA, are generated by the phosphate crystals having an edge length in the range of 0.5 to 10 microns. This should produce low-pore, dense phosphate layers with a low basis weight, excellent corrosion resistance and very good paint adhesion. All copper-containing embodiments show either a Zn: Mn ratio> 1 or a high nickel content.

EP 0 675 972 B1 beschreibt ein Verfahren zur Erzeugung von kupferhaltigen, weitgehend nickelfreien Zinkphosphatschichten mit einer wässerigen Zusammensetzung sowie die wässerige Zusammensetzung, die 0,026 bis 0,074 g/L Kupfer, die 0,45 bis 2 g/L Zink, 0,1 bis 10 g/L von Verbindungen auf Basis Hydroxylamin, berechnet als HA, Werte der Gesamtsäure im Bereich von 5 bis 40 Punkten sowie der freien Säure im Bereich von –0,5 bis +0,8 Punkten aufweist und die vorzugsweise Gesamtgehalte von bis zu 2 g/L von Mangan und Kobalt enthalten kann. Hierdurch sollen umweltfreundlichere und kostengünstigere als die konventionellen nickelhaltigen Phosphatierungsverfahren genutzt und Beschichtungen der gleichen Qualität wie die durch konventionelles ZnMnNi-Phosphatieren erzeugten Beschichtungen gewonnen werden. Alle kupferhaltigen Ausführungsbeispiele zeigen entweder ein Zn : Mn-Verhältnis > 1 oder gar keinen Mangan-Gehalt. EP 0 675 972 B1 describes a method for producing copper-containing, largely nickel-free zinc phosphate layers with an aqueous composition and the aqueous composition comprising 0.026 to 0.074 g / L copper, 0.45 to 2 g / L zinc, 0.1 to 10 g / L of compounds based on hydroxylamine, calculated as HA, values of the total acid in the range of 5 to 40 points and the free acid in the range of -0.5 to +0.8 points and preferably total contents of up to 2 g / L of manganese and Cobalt may contain. The aim is to use more environmentally friendly and less expensive than the conventional nickel-containing phosphating and coatings of the same quality as the coatings produced by conventional ZnMnNi phosphating. All copper-containing embodiments show either a Zn: Mn ratio> 1 or no manganese content.

DE 196 06 017 A1 regt ein Verfahren zur Phosphatierung von Metalloberflächen an mit wässerigen, sauren Phosphatierungslösungen, die gewisse Gehalte an Zink, aber nur Spuren von Mangan und Kupfer neben Phosphat und mindestens einem Beschleuniger sowie möglichst nur Spuren von Nickel aufweisen. Mit diesem Verfahren können keine wässerigen Zusammensetzungen mit einem Zn : Mn-Verhältnis < 1 genutzt werden. DE 196 06 017 A1 suggests a process for phosphating metal surfaces with aqueous, acidic phosphating solutions which have certain levels of zinc, but only traces of manganese and copper in addition to phosphate and at least one accelerator and possibly only traces of nickel. With this method, no aqueous compositions with a Zn: Mn ratio <1 can be used.

DE 196 34 685 A1 ehrt eine wässerige Lösung zur Erzeugung von Phosphatschichten sowie das zugehörige Verfahren zur Phosphatierung, bei dem die Phosphatierungslösung mit Zink, mit Phosphat, mit Nitroguanidin als Beschleuniger und mit weiteren Zusätzen so eingestellt ist, daß Phosphatkristallite mit einer maximalen Kantenlänge < 15 μm bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen erzeugt werden sollen und daß ein niedriges Schichtgewicht und eine gute Lackhaftung erzielt werden sollen. Alle kupferhaltigen Ausführungsbeispiele zeigen ein Zn : Mn-Verhältnis > 1 oder bei einem Zn : Mn-Verhältnis < 1 nur Kupfer-Gehalte bis 0,005 g/L. Nitroguanidin ist jedoch als Beschleuniger oft nachteilig, weil beim längeren Gebrauch des Phosphatierungsbades – u.U. schon nach einem Tag – in Gegenwart von Kupfer-Gehalten ein Badgift gebildet wird, das die Schichtausbildung auf Stahl-Oberflächen stark beeinträchtigt: Notfalls ist das Bad dann abzulassen und neu anzusetzen. DE 196 34 685 A1 teaches an aqueous solution for the production of phosphate layers and the associated process for phosphating, in which the phosphating solution with zinc, with phosphate, with nitroguanidine as accelerator and with other additives is adjusted so that phosphate crystallites having a maximum edge length <15 microns at relatively low temperatures should be produced and that a low coating weight and a good paint adhesion should be achieved. All copper-containing embodiments show a Zn: Mn ratio> 1 or at a Zn: Mn ratio <1 only copper contents to 0.005 g / L. However, nitroguanidine is often disadvantageous as an accelerator, because during prolonged use of the phosphating bath - possibly after one day - in the presence of copper contents, a bad poison is formed, which greatly affects the layer formation on steel surfaces: If necessary, the bath is then drain and new to be set.

DE 199 40 619 A1 schreibt Phosphatierungslösungen, die ohne Nickelzusätze und teilweise auch ohne Kupferzusätze vorbereitet wurden und aufgrund eines zusätzlichen Gehalts an flüssigem Epoxidharz korrosionsbeständig sein sollen. Die Ausführungsformen zeigen immer einen höheren Zink- als Mangangehalt. DE 199 40 619 A1 writes Phosphatierungslösungen that were prepared without nickel additives and sometimes without copper additives and should be corrosion resistant due to an additional content of liquid epoxy resin. The embodiments always show a higher zinc than manganese content.

DE 196 39 596 A1 schützt Phosphatbeschichtungen auf schnell laufenden Bandanlagen, die jedoch in den Beispielen einen Nickelgehalt von 2,0 bis 2,3 g/L aufweisen. DE 196 39 596 A1 protects phosphate coatings on high speed belt equipment, but in the examples have a nickel content of 2.0 to 2.3 g / L.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und insbesondere ein Verfahren zum Aufbringen von Phosphatüberzügen auf metallischen Oberflächen vorzuschlagen, bei dem das nachträgliche Kontaktieren mit einer wässerigen Flüssigkeit oder mit Feuchtigkeit keinen Schaden verursacht und bei dem die gebildete Phosphatschicht mindestens die gleiche Qualität wie nach dem Stand der Technik aufweist. Andererseits wäre es vorteilhaft, möglichst helle Phosphatüberzüge bereitzustellen.The object of the invention is to overcome these disadvantages of the prior art and in particular The invention relates to a method for applying phosphate coatings on metallic surfaces, in which the subsequent contact with an aqueous liquid or with moisture causes no damage and in which the phosphate layer formed has at least the same quality as in the prior art. On the other hand, it would be advantageous to provide bright phosphate coatings as possible.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zum Aufbringen eines Phosphatüberzüges auf metallische Oberflächen durch Benetzen dieser Oberflächen mit einer wässerigen sauren Phosphatierungslösung, bei dem die Phosphatierungslösung

  • – 0,2 bis kleiner 10 g/L Zinkionen,
  • – 0,5 bis 25 g/L Manganionen und
  • – 2 bis 300 g/L Phosphationen, gerechnet als P2O5, enthält,
  • – Bei dem der Phosphatierungslösung kein Kupfer und kein Nickel zugegeben wird und
  • – Bei dem das Zink : Mangan – Gewichtsverhältnis der Phosphatierungslösung im Bereich von 0,05 : 1 bis 1 : 1 gehalten wird,
wobei die auf diese Weise vorphosphatierten Metallteile anschließend umgeformt, mit anderen Metallteilen verklebt, mit anderen Metallteilen verschweißt oder/und mit einer zweiten Phosphatierungslösung nachphosphatiert werden. Ggf. werden sie nachträglich noch mit mindestens einer Polymere, Copolymere, Crosspolymere, Oligomere, Phosphonate, Silane oder/und Siloxane enthaltenden Beschichtung bzw. ggf. mit mindestens einer Lackschicht beschichtet.The object is achieved by a method for applying a phosphate coating to metallic surfaces by wetting these surfaces with an aqueous acidic phosphating solution in which the phosphating solution
  • 0.2 to less than 10 g / L zinc ions,
  • - 0.5 to 25 g / L manganese anions and
  • Containing from 2 to 300 g / L of phosphate ions, calculated as P 2 O 5 ,
  • - In which the phosphating solution no copper and no nickel is added and
  • In which the zinc: manganese weight ratio of the phosphating solution is maintained in the range of 0.05: 1 to 1: 1,
wherein the thus pre-phosphated metal parts are then formed, glued to other metal parts, welded to other metal parts or / and phosphated with a second phosphating solution. Possibly. They are subsequently coated with at least one polymer, copolymers, crosspolymers, oligomers, phosphonates, silanes or / and siloxanes-containing coating or optionally with at least one lacquer layer.

Die Polymere, Copolymere, Crosspolymere, Oligomere, Silane oder/und Siloxane enthaltende Beschichtung kann neben Wasser
mindestens einen organischen Filmbildner, der mindestens ein wasserlösliches oder wasserdispergiertes Polymer mit einer Säurezahl im Bereich von 5 bis 200 ist, enthalten und
ggf. mindestens eine anorganische Verbindung in Partikelform mit einem mittleren Partikeldurchmesser, gemessen an einem Rasterelektronenmikroskop, im Bereich von 0,005 bis zu 0,3 μm Durchmesser,
ggf. mindestens ein organisches Lösemittel oder/und
ggf. mindestens ein Silan oder/und Siloxan berechnet als Silan.
The coating containing polymers, copolymers, crosspolymers, oligomers, silanes or / and siloxanes may be in addition to water
at least one organic film former which is at least one water-soluble or water-dispersed polymer having an acid number in the range from 5 to 200, and
optionally at least one inorganic compound in particle form having an average particle diameter, measured on a scanning electron microscope, in the range of 0.005 to 0.3 μm in diameter,
optionally at least one organic solvent and / or
optionally at least one silane and / or siloxane calculated as silane.

Der organische Filmbildner kann hierbei mindestens ein Kunstharz sein, insbesondere ein Kunstharz auf Basis Acrylat, Ethylen, Polyester, Polyurethan, Siliconpolyester, Epoxid, Phenol, Styrol, Harnstoff-Formaldehyd, deren Derivate, Copolymere, Crosspolymere, Polymere, Mischungen oder/und Mischpolymerisate.Of the organic film former may be at least one synthetic resin, in particular a synthetic resin based on acrylate, ethylene, polyester, Polyurethane, silicone polyester, epoxy, phenol, styrene, urea-formaldehyde, their derivatives, copolymers, crosspolymers, polymers, mixtures or / and copolymers.

Vorzugsweise enthält der organische Filmbildner Kunstharze oder/und Polymere bzw. Derivate, Copolymere, Crosspolymere, Polymere, Mischungen oder/und Mischpolymerisate auf der Basis von Acrylat, Epoxid, Phenol, Polyethylenimin, Polyurethan, Polyvinylalkohol, Polyvinylphenol, Polyvinylpyrrolidon oder/und Polyasparaginsäure, insbesondere Copolymere mit einer Phosphor enthaltenden Vinylverbindung.Preferably contains the organic film former synthetic resins or / and polymers or derivatives, Copolymers, cross polymers, polymers, mixtures or / and copolymers based on acrylate, epoxy, phenol, polyethyleneimine, polyurethane, Polyvinyl alcohol, polyvinylphenol, polyvinylpyrrolidone or / and polyaspartic acid, in particular copolymers with a phosphorus-containing vinyl compound.

Die Silane/Siloxane enthaltende Beschichtung kann entweder aus einer Lösung oder Suspension abgeschieden sein, die im wesentlichen aus Silanen besteht oder aus solchen, die neben Silanen noch andere Bestandteile wie z.B. Komplexfluorid enthalten kann.The Silane / siloxane-containing coating can either from a solution or suspension, consisting essentially of silanes consists of or consists of other components than silanes such as. Complex fluoride may contain.

Unter den Phosphonaten sind insbesondere solche bevorzugt, die mindestens eine Verbindung des Typs XYZ, X*Y*Z* oder/und X*Y*Z*Y*X* enthält,
wobei Y eine organische Gruppe mit 2 bis 50 C-Atomen ist,
wobei X und Z gleich oder verschieden eine OH-, SH-, NH2-, NHR'-, CN-, CH=CH2, OCN-, CONHOH-, COOR'-, Acrylsäureamid-, Epoxy-, CH2=CR''-COO-, COOH-, HSO3, HSO3-, (OH)2PO-, (OH)2PO2, (OH)(OR')PO-, (OH)(OR')PO2, SiH3 oder/und eine Si(OH)3-Gruppe sind,
wobei R' eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen ist,
wobei R'' ein H-Atom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen ist und wobei die Gruppen X und Z jeweils an die Gruppe Y in ihrer Endstellung gebunden sind,
wobei Y* eine organische Gruppe mit 1 bis 30 C-Atomen ist,
wobei X* und Z* gleich oder verschieden eine OH-, SH-, NH2 , NHR'-, CN-, CH=CH2, OCN-, CONHOH-, COOR'-, Acrylsäureamid-, Epoxy-, CH2=CR''-COO-, COOH-, HSO3, HSO3-, (OH)2PO-, (OH)2PO2, (OH)(OR')PO-, (OH)(OR')PO2, SiH3 , Si(OH)3, >N-CH2PO(OH)2 oder/und eine -N-[CH2-PO(OH)2]2-Gruppe sind,
wobei R' eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen ist und
wobei R'' ein H-Atom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen ist.
Among the phosphonates, particular preference is given to those which contain at least one compound of the type XYZ, X * Y * Z * or / and X * Y * Z * Y * X *,
wherein Y is an organic group having 2 to 50 carbon atoms,
wherein X and Z, identically or differently, represent an OH, SH, NH 2 , NHR ', CN, CH =CH 2 , OCN, CONHOH, COOR', acrylic acid amide, epoxy, CH 2 CRCR '' -COO-, COOH-, HSO 3 , HSO 3 -, (OH) 2 PO-, (OH) 2 PO 2 , (OH) (OR ') PO-, (OH) (OR') PO 2 , SiH 3 or / and a Si (OH) 3 group,
where R 'is an alkyl group having 1 to 4 C atoms,
wherein R '' is an H atom or an alkyl group having 1 to 4 C atoms and wherein the groups X and Z are each bonded to the group Y in its end position,
where Y * is an organic group having 1 to 30 C atoms,
where X * and Z * are identical or different and denote an OH, SH, NH 2 , NHR ', CN, CH =CH 2 , OCN, CONHOH, COOR', acrylic acid amide, epoxy, CH 2 = CR "-COO-, COOH-, HSO 3 , HSO 3 -, (OH) 2 PO-, (OH) 2 PO 2 , (OH) (OR ') PO-, (OH) (OR') PO 2 , SiH 3 , Si (OH) 3 ,> N-CH 2 PO (OH) 2 or / and a -N- [CH 2 -PO (OH) 2 ] 2 group,
wherein R 'is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and
where R "is an H atom or an alkyl group having 1 to 4 C atoms.

Der Begriff "Lack" schließt alle Arten Lack einschließlich Primern ein.Of the Term "paint" includes all Including types of paint Primers.

Die Polymere enthaltende Beschichtung bzw. die Lackschicht kann in einer oder mehreren Schichten und insbesondere die Lackschicht in zwei, drei oder vier Schichten aufgetragen sein.The Polymer-containing coating or the paint layer can in one or more layers and in particular the lacquer layer in two, be applied three or four layers.

Im folgenden wird der Begriff "Vorphosphatieren" so wie eben definiert verwendet: Als Phosphatieren mit einer ersten Phosphatierungslösung, bei dem die vorphosphatierten Metallteile anschließend umgeformt, mit anderen Metallteilen verklebt, mit anderen Metallteilen verschweißt oder/und mit einer zweiten Phosphatierungslösung nachphosphatiert werden und ggf. nachträglich noch lackiert werden. Die zweite Phosphatierungslösung kann hierbei eine gleichartige, geringfügig unterschiedliche oder sehr unterschiedliche Zusammensetzung haben und kann grundsätzlich in gleichartiger oder andersartiger Weise aufgebracht werden.in the Following is the term "Vorphosphatieren" as just defined used: as phosphating with a first phosphating solution, at which then transformed the pre-phosphated metal parts, with others Bonded metal parts, welded to other metal parts and / or be phosphated with a second phosphating solution and possibly subsequently still be painted. The second phosphating solution can here a similar, slightly different or very have different composition and can basically in be applied in a similar or different way.

Hierbei umfaßt der Begriff Metallteile neben Teilen wie z.B. Metallbandabschnitten, Blechen, Formkörpern und unbeschichteten oder beschichteten, insbesondere vorphosphatierten, umgeformten oder/und lackierten Teilen auch Metallbänder. Hierbei können z.B. zuerst ein Metallband und im nachfolgenden Prozeßabschnitt nach dem Zerschneiden des Bandes Metallteile im eigentlichen Sinn gemeint sein, zuerst Bandabschnitte und danach Teile. Grundsätzlich kann ein Metallband erst vorbehandelt und lackiert und danach geschnitten werden oder zuerst mit einer ersten Vorbehandlungsbeschichtung versehen werden, dann geschnitten werden, anschließend mit einer zweiten Vorbehandlungsschicht versehen und danach lackiert werden. Daneben gibt es eine Reihe weiterer Varianten, die jedoch seltener genutzt werden.in this connection comprises the term metal parts besides parts such as e.g. Metal strip sections Sheets, moldings and uncoated or coated, in particular pre-phosphated, formed and / or painted parts also metal bands. in this connection can e.g. first a metal band and in the subsequent process section after cutting the tape metal parts in the true sense meant, first band sections and then parts. Basically a metal band first pretreated and painted and then cut or first provided with a first pretreatment coating are then cut, then with a second pretreatment layer be provided and then painted. There are a number next to it other variants, which are used less frequently.

Zu den erfindungsgemäßen Verfahren werden einerseits Bandverfahren gezählt, bei denen Bänder in einer Bandanlage beschichtet werden, und andererseits Verfahren zur Phosphatierung von metallischen Teilen, die erfindungsgemäß z.B. durch Spritzen, Sprühen oder Tauchen mit einer Vor- bzw. Nachphosphatierungslösung benetzt werden, wodurch ein Phosphatüberzug ausgebildet wird; die derart beschichteten Teile werden üblicherweise nach dem Vorphosphatieren gespült (rinse-Verfahren). Mit einer ersten oder zweiten Phosphatierungslösung kann ein Band in einer Bandanlage beschichtet werden, wobei der Phosphatüberzug entweder beim Benetzen des Bandes ausgebildet wird und anschließend das vorphosphatierte oder auch das nachphosphatierte Band gespült wird (rinse-Verfahren); oder die erste oder zweite Phosphatierungslösung kann auf dem Band aufgetrocknet werden, wobei normalerweise nicht anschließend gespült wird (no-rinse-Verfahren; Auftrockenverfahren).To the inventive method On the one hand tape processes are counted, in which tapes in one Coating system are coated, and on the other hand phosphating process of metallic parts which according to the invention e.g. by spraying, spraying or Dipping are wetted with a pre- or Nachphosphatierungslösung, whereby a phosphate coating is trained; The coated parts are usually rinsed after Vorphosphatieren (Rinse process). With a first or second phosphating solution can a tape may be coated in a tape system, with the phosphate coating either is formed when wetting the tape and then the pre-phosphated or the nachphosphatierte band is rinsed (Rinse process); or the first or second phosphating solution can be dried on the belt, which is usually not rinsed afterwards (no-rinse method;

Das Zn : Mn-Gewichtsverhältnis der ersten oder ggf. auch der zweiten Phosphatierungslösung kann hierbei in weiten Grenzen variieren. Es wird bei der zweiten Phosphatierungslösung vorzugsweise im Bereich von 0,05 : 1 bis 1 : 1 gehalten. Besonders bevorzugt wird das Zink : Mangan-Gewichtsverhältnis der ersten oder zweiten Phosphatierungslösung bei rinse-Verfahren im Bereich von 0,1 1 bis 0,7 : 1 gehalten, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,15 : 1 bis 0,4 : 1, bei no-rinse-Verfahren besonders besonders bevorzugt im Bereich von 0,08 : 1 bis 0,7 : 1, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,1 : 1 bis 0,4 : 1.The Zn: Mn weight ratio the first or optionally also the second phosphating solution can in this case vary within wide limits. It is preferable in the second phosphating solution ranging from 0.05: 1 to 1: 1. Especially preferred is the zinc: manganese weight ratio of the first or second phosphating rinse procedures ranged from 0.1 1 to 0.7: 1, whole more preferably in the range of 0.15: 1 to 0.4: 1, in no-rinse method particularly preferably in the range from 0.08: 1 to 0.7: 1, most preferably in the range of 0.1: 1 to 0.4: 1.

Ein hoher Gehalt an Zinkionen in der ersten oder ggf. auch in der zweiten Phosphatierungslösung fördert insbesondere die Vermeidung eines Gehalts an freier Phosphorsäure in der insbesondere mit Auftrockenverfahren erzeugten Phosphatschicht und fördert auch die Kristallinität der Phosphatschicht. Der Gehalt an Zinkionen beträgt bei den no-rinse-Verfahren vorzugsweise 2 bis 8 g/L Zinkionen, besonders bevorzugt 2,5 bis 6 g/L, ganz besonders bevorzugt 3 bis 5 g/L. Bei den rinse-Verfahren beträgt der Gehalt an Zinkionen vorzugsweise 0,5 bis 8 g/L, besonders bevorzugt 1 bis 6 g/L. Bei der ersten Phosphatierungslösung wird das Zink : Mangan-Gewichtsverhältnis jedoch im Bereich von 0,05 : 1 bis 1 : 1 gehalten.One high content of zinc ions in the first or possibly also in the second phosphating promotes in particular the avoidance of a content of free phosphoric acid in the in particular phosphate films produced by the drying process and promotes also the crystallinity the phosphate layer. The content of zinc ions is in the no-rinse method preferably 2 to 8 g / L zinc ions, especially preferably 2.5 to 6 g / L, very particularly preferably 3 to 5 g / L. at the rinse method is the content of zinc ions is preferably 0.5 to 8 g / L, more preferably 1 to 6 g / L. However, in the first phosphating solution, the zinc: manganese weight ratio becomes ranging from 0.05: 1 to 1: 1.

Ein hoher Gehalt an Manganionen in der ersten oder ggf. auch in der zweiten Phosphatierungslösung fördert insbesondere die Vermeidung eines Gehalts an freien Phosphorsäure in der – insbesondere mit einem Auftrockenverfahren – erzeugten Phosphatschicht und fördert auch die Kristallinität der Phosphatschicht. Der Gehalt an Manganionen beträgt vorzugsweise 1 bis 15 g/L Manganionen, bei den no-rinse-Verfahren vorzugsweise 1,5 bis 12 g/L, ganz besonders bevorzugt 2 bis 10 g/L. Bei den rinse-Verfahren beträgt der Gehalt an Manganionen vorzugsweise 1,5 bis 5,5 g/L, besonders bevorzugt 2 bis 4 g/L. Ein höherer Gehalt an Manganionen wirkt sich auf die Qualität des Phosphatüberzuges positiv aus, vor allem auf die Lackhaftung und auf die Korrosionsbeständigkeit der anschließend lackierten Metallteile.One high content of manganese ions in the first or possibly also in the second phosphating especially promotes the avoidance of a content of free phosphoric acid in the - especially with a drying process - produced Phosphate layer and promotes also the crystallinity the phosphate layer. The content of manganese ions is preferably 1 to 15 g / L manganese ions, in the no-rinse method preferably 1.5 to 12 g / L, most preferably 2 to 10 g / L. In the rinse method, the content is to manganese ions preferably 1.5 to 5.5 g / L, more preferably 2 to 4 g / L. A higher one Manganese ion content affects the quality of the phosphate coating positive, especially on paint adhesion and on corrosion resistance the following painted metal parts.

Der Gehalt an Phosphationen in der ersten oder ggf. auch in der zweiten Phosphatierungslösung gerechnet als P2O5, beträgt bei den rinse-Verfahren vorzugsweise 3 bis 120 g/L, besonders bevorzugt 3,5 bis 80 g/L, ganz besonders bevorzugt 4 bis 60 g/L, bei den no-rinse-Verfahren vorzugsweise 20 bis 280 g/L, besonders bevorzugt 40 bis 240 g/L, ganz besonders bevorzugt 80 bis 180 g/L.The content of phosphate ions in the first or optionally also in the second phosphating solution, calculated as P 2 O 5 , in the rinse method is preferably 3 to 120 g / L, particularly preferably 3.5 to 80 g / L, very particularly preferably 4 to 60 g / L, in the no-rinse method preferably 20 to 280 g / L, more preferably 40 to 240 g / L, most preferably 80 to 180 g / L.

Die erste oder/und die zweite Phosphatierungslösung kann insbesondere so eingestellt werden, daß das Verhältnis der Summe der Kationen zu Phosphationen, gerechnet als P2O5, im Bereich von 1 : 0,7 bis 1 : 23 liegt. Vorzugsweise liegt dieses Verhältnis im Bereich von 1 : 2 bis 1 : 27,5 und besonders bevorzugt im Bereich von 1 : 4 bis 1 : 25. Es ist in vielen Fällen vorteilhaft, mit einem Anteil an freier Phosphorsäure in der Phosphatierungslösung zu arbeiten, damit eine Reaktion mit der metallischen Oberfläche erfolgen kann; dadurch werden Metallionen aus der metallischen Oberfläche herausgelöst, die wiederum mit den ungebundenen Phosphationen reagieren, um unlösliches Phosphat zu bilden.The first or / and the second phosphating solution can in particular be adjusted so that the ratio of the sum of cations to phosphate ions, calculated as P 2 O 5 , is in the range of 1: 0.7 to 1: 23. This ratio is preferably in the range from 1: 2 to 1: 27.5 and more preferably in the range from 1: 4 to 1:25. It is advantageous in many cases to work with a proportion of free phosphoric acid in the phosphating solution a reaction with the metallic surface can take place; This releases metal ions from the metallic surface, which in turn react with the unbound phosphate ions to form insoluble phosphate.

Bei dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren kann das Zink : Phosphat-Gewichtsverhältnis der Phosphatierungslösung im Bereich von 0,002 : 1 bis 5 : 1 gehalten werden, wobei Phosphat als P2O5 berechnet wird. Vorzugsweise wird dieses Verhältnis im Bereich von 0,005 : 1 bis 2 : 1, besonders bevorzugt im Bereich von 0,01 : 1 bis 0,5 : 1 gehalten.In the coating method of the present invention, the zinc: phosphate weight ratio of the phosphating solution can be maintained in the range of 0.002: 1 to 5: 1, whereby phosphate is calculated as P 2 O 5 . Preferably, this ratio is maintained in the range of 0.005: 1 to 2: 1, more preferably in the range of 0.01: 1 to 0.5: 1.

Wenn das Gewichtsverhältnis (Zink + Mangan) : Phosphat in der ersten oder ggf. auch in der zweiten Phosphatierungslösung zu hoch ist, dann kann das Bad zur Instabilität neigen, wenn nicht die freie Säure angehoben ist, und es kann sonst eine stärkere Ausfällung von Phosphaten auftreten. Wenn dieses Gewichtsverhältnis zu niedrig ist, dann können sich die Korrosionsbeständigkeit und die Lackhaftung verschlechtern.If the weight ratio (Zinc + manganese): phosphate in the first or, if appropriate, also in the second phosphating solution is high, then the bath can tend to instability, if not the free Acid raised is, and it can be a stronger one precipitation of phosphates occur. If this weight ratio is too is low, then you can the corrosion resistance and the paint adhesion deteriorate.

Die erste und ggf. auch die zweite Phosphatierungslösung ist frei oder im wesentlichen frei von Nickel. Auch wenn kein Nickel der Phosphatierungslösung absichtlich zugegeben wird, kann aufgrund des Nickel-Gehalts der metallischen Oberfläche des zu beschichtenden Substrats, aufgrund der evtl. Nickel enthaltenden Behälter- und Rohrleitungsmaterialien und untergeordnet aufgrund von Spurenverunreinigungen in den Zusätzen ein Nickel-Gehalt in der Phosphatierungslösung von 0,001 bis 0,1 g/L, in extremen Fällen aufgrund sehr Nickel-reicher metallischer Oberflächen sogar von bis zu 0,25 g/L auftreten.The first and optionally also the second phosphating solution is free or substantially free from nickel. Even if no nickel of the phosphating intentionally can be added, due to the nickel content of the metallic surface of the substrate to be coated, due to the possibly nickel-containing Container- and piping materials and subordinated due to trace impurities in additions Nickel content in the phosphating solution from 0.001 to 0.1 g / L, in extreme cases due to very nickel-rich metallic surfaces even up to 0.25 g / L occur.

Gleiches gilt für den Kupfer-Gehalt: Die erste und ggf. auch die zweite Phosphatierungslösung ist frei oder im wesentlichen frei von Kupfer. Aus den gleichen Gründen kann der Kupfer-Gehalt im Bereich von 0,001 bis 4 mg/L liegen.The same applies to the copper content: The first and possibly also the second phosphating solution is free or substantially free of copper. For the same reasons can the copper content is in the range of 0.001 to 4 mg / L.

Die erste oder/und zweite Phosphatierungslösung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorzugsweise frei oder im wesentlichen frei von Ionen von Blei, Cadmium, Chrom, Chlorid oder/und Cyanid, da diese Stoffe nicht ausreichend umweltverträglich sind oder/und den Phosphatierungsprozeß beeinträchtigen sowie die Qualität der Phosphatschicht herabsetzen können.The first or / and second phosphating solution of the method according to the invention is preferably free or substantially free of lead ions, Cadmium, chromium, chloride or / and cyanide, as these substances are not sufficient environmentally friendly are and / or affect the phosphating process and the quality of the phosphate coating can reduce.

Die Menge der ersten oder ggf. auch der zweiten Phosphatierungslösung, die auf die Metallteile zum Auftrocknen aufgebracht wird, kann im Bereich von 1 bis 12 ml/m2, vorzugsweise im Bereich von 1,5 bis 10 ml/m2, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 8 ml/m2 liegen.The amount of the first or optionally also the second phosphating solution which is applied to the metal parts for drying can be very particularly preferably in the range from 1 to 12 ml / m 2 , preferably in the range from 1.5 to 10 ml / m 2 in the range of 2 to 8 ml / m 2 .

Mit der ersten oder ggf. zweiten Phosphatierungslösung kann eine Schicht mit einem Schichtgewicht – ermittelt an der abgeschiedenen und getrockneten Phosphatschicht – im Bereich von 0,2 bis 5 g/m2 gebildet werden, vorzugsweise im Bereich von 0,3 bis 4 g/m2, ganz besonders bevorzugt mindestens 0,4 g/m2 oder bis 3 g/m2, noch stärker bevorzugt mindestens 0,5 g/m2 oder bis 2,5 g/m2, insbesondere mindestens 0,6 oder bis 2 g/m2.With the first or, if appropriate, second phosphating solution, a layer having a layer weight, determined on the deposited and dried phosphate layer, can be formed in the range from 0.2 to 5 g / m 2 , preferably in the range from 0.3 to 4 g / m 2 , more preferably at least 0.4 g / m 2 or to 3 g / m 2 , even more preferably at least 0.5 g / m 2 or to 2.5 g / m 2 , especially at least 0.6 or to 2 g / m 2 .

Darüber hinaus kann die erste oder ggf. zweite Phosphatierungslösung auch Gehalte an Fe2+-Ionen im Bereich von bis zu 5 g/L enthalten, insbesondere bei Eisen-Oberflächen. Weder geringe, noch erhöhte Fe2+-Gehalte im Phosphatierungsbad stören normalerweise bei den verschiedensten Metalloberflächen.In addition, the first or optionally second phosphating solution may also contain levels of Fe 2+ ions in the range of up to 5 g / L, especially in iron surfaces. Neither low nor increased Fe 2+ levels in the phosphating bath normally interfere with a wide variety of metal surfaces.

Bei dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren kann die erste oder ggf. zweite Phosphatierungslösung einen Gehalt an Natrium, Kalium, Kalzium oder/und Ammonium im Bereich von jeweils 0,01 bis 20 g/L aufweisen, vorzugsweise einen Gehalt im Bereich von jeweils 1 bis 8 g/L, ganz besonders bevorzugt im Bereich von jeweils 2,5 bis 4 g/L. Üblicherweise ist die Zugabe einer Natrium- oder Ammonium-Verbindung vorteilhaft, um die Gehalte an freier Säure abzusenken. Außerdem kann die Natrium-Zugabe helfen, einen Teil – des z.B. eingeschleppten – Aluminium-Gehalts in der Phosphatierungslösung, die u.U. die Schichtausbildung auf Stahl bzw. u.U. auch die Lackhaftung beeinträchtigen kann, z.B. als Kryolith auszufällen. Im Vergleich zu Natrium ist Kalium nicht nur wegen der etwas höheren Kosten, sondern auch wegen u.U. schlechterer Beschichtungseigenschaften weniger empfehlenswert.at the coating method according to the invention the first or optionally second phosphating solution may contain a content of sodium, Potassium, calcium and / or ammonium in the range of 0.01 to 20, respectively g / L, preferably in the range of each 1 to 8 g / L, most preferably in the range of 2.5 each up to 4 g / L. Usually the addition of a sodium or ammonium compound is beneficial to the contents of free acid lower. Furthermore Sodium addition may help to remove a portion of the e.g. introduced aluminum content in the phosphating solution, the u.U. the layer formation on steel or u.U. also the paint adhesion impair can, e.g. to precipitate as cryolite. In comparison to sodium, potassium is not only because of the slightly higher costs, but also because of u.U. poorer coating properties less recommendable.

Bei dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren kann die Phosphatierungslösung einen Gehalt an Chlorid im Bereich von 0,01 bis 10 g/L oder/und einen Gehalt an Chlorat im Bereich von 0,01 bis 5 g/L aufweisen, vorzugsweise von Chlorid im Bereich von 0,1 bis 6 g/L, vorzugsweise von Chlorat im Bereich von 0,1 bis 3 g/L. Eine Zugabe von Chlorid und ggfs. auch von Chlorat oder nur von Chlorat in gewissen Mengen sollte bei der Phosphatierung von Zink-Oberflächen wegen der Gefahr der Bildung von weißen Flecken (Stippen) vermieden werden, wenn Nitrat oder/und Nitrit anwesend sind.In the coating method of the invention, the phosphating solution may have a content of chloride in the range of 0.01 to 10 g / L or / and a content of chlorate in the range of 0.01 to 5 g / L, preferably of chloride in the range of 0, 1 to 6 g / L, preferably of chlorate in the range of 0.1 up to 3 g / L. The addition of chloride and, if necessary, also of chlorate or only of chlorate in certain amounts should be avoided in the phosphating of zinc surfaces because of the risk of formation of white specks (specks), if nitrate and / or nitrite are present.

Da Aluminium-Gehalte aus Aluminium- bzw. Aluminium-Zink-Oberflächen ohne Gegenwart von Fluorid-Gehalten problematisch sein können, ist es vorteilhaft, dann freies Fluorid – z.B. als HF oder als Natriumbifluorid – oder/und Siliciumhexafluorid zuzusetzen. Siliciumhexafluorid kann die Phosphatierungslösung stabilisieren, d.h. die Ausfällung von Phosphaten verringern, und kann außerdem bei Zink-Oberflächen die Stippenbildung vermindern.There Aluminum content of aluminum or aluminum-zinc surfaces without Presence of fluoride levels can be problematic it is advantageous, then free fluoride - e.g. as HF or as sodium bifluoride - or / and Add silicon hexafluoride. Silicon hexafluoride can stabilize the phosphating solution, i.e. the precipitate of phosphates, and can also be used on zinc surfaces Reduce speck formation.

Die erste oder/und zweite Phosphatierungslösung kann vorteilhafterweise Ionen von Aluminium, Bor, Eisen, Hafnium, Molybdän, Silicium, Titan, Zirkonium, Fluorid oder/und komplexem Fluorid, mindestens eine wasserlösliche Erdalkaliverbindung, oder/und organische Komplexbildner wie z.B. Zitronensäure enthalten. Fluorid kann insbesondere mit einem Gehalt im Bereich von 0,01 bis 5 g/L in freier oder/und gebundener Form vorliegen, insbesondere im Bereich von 0,02 bis 3 g/L, besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 2 g/L.The First or / and second phosphating solution can advantageously Ions of aluminum, boron, iron, hafnium, molybdenum, silicon, titanium, zirconium, Fluoride or / and complex fluoride, at least one water-soluble alkaline earth compound, and / or organic chelating agents such as e.g. Contain citric acid. fluoride especially with a content in the range of 0.01 to 5 g / L in free and / or bound form, especially in the field from 0.02 to 3 g / L, more preferably in the range of 0.05 to 2 g / L.

Vorzugsweise kann die Phosphatierungslösung auch Polymere, Copolymere oder/und Crosspolymere enthalten. Derartige Polymere, Copolymere oder/und Crosspolymere können bei Phosphatschichten, die als Vorphosphatierungen zum Umformen dienen, besonders hilfreich sein, um das sog. "powdering", nämlich das Abreiben der Phosphatschicht beim Umformen, stark zu verringern. Bevorzugt sind insbesondere N-haltige Heterocyclen, vorzugsweise der Vinylpyrrolidone. Der Gehalt an derartigen polymeren Verbindungen kann 0,05 bis 10 g/L in der ersten oder ggf. auch in der zweiten Phosphatierungslösung betragen, vorzugsweise 0,1 bis 4 g/L.Preferably can the phosphating solution also contain polymers, copolymers or / and crosspolymers. such Polymers, copolymers or / and crosspolymers may be used in phosphate coatings, which serve as pre-phosphatings for forming, especially helpful be to the so-called "powdering", namely rubbing the phosphate layer during forming, greatly reducing. Prefers are in particular N-containing heterocycles, preferably the vinylpyrrolidones. The content of such polymeric compounds may be 0.05 to 10 g / L in the first or possibly also in the second phosphating solution, preferably 0.1 to 4 g / L.

Andererseits kann auch ein Zusatz eines polymeren Alkohols zur ersten oder ggf. auch zur zweiten Phosphatierungslösung vorteilhaft sein, um mit diesem Alkohol Phosphorsäureester insbesondere bei der Trocknung auszubilden, die sich als Schmierstoffe beim Umformen förderlich auswirken. Gleichzeitig kann sich der Zusatz eines polymeren Alkohols auf die Reaktion mit der ggfs. vorhandenen überschüssigen freien Phosphorsäure in der Phosphatierlösung auswirken, um die Kristallinität und die Wasserfestigkeit der Phosphatbeschichtung zu verbessern.on the other hand can also be an addition of a polymeric alcohol to the first or possibly also be advantageous to the second phosphating solution to with this alcohol phosphoric acid ester especially during drying form, which can be used as lubricants conducive to forming impact. At the same time, the addition of a polymeric alcohol on the reaction with the possibly existing. Excess free phosphoric acid in the phosphating affect the crystallinity and to improve the water resistance of the phosphate coating.

Die erste oder/und die zweite Phosphatierungslösung kann mindestens einen Beschleuniger enthalten. Grundsätzlich sind alle Beschleuniger einsetzbar. Sie kann einen Gehalt an mindestens einem Beschleuniger im Bereich von 0 bis 40 g/L – ohne einen möglichen (zusätzlichen) Gehalt von mindestens einer Verbindung auf Basis Peroxid – aufweisen, vorzugsweise im Bereich von 0,02 bis 30 g/L, besonders bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 20 g/L. Der Beschleuniger kann helfen, die Bildung von Wasserstoffbläschen an den Oberflächen zu unterbinden. Durch den besseren Kontakt zur zu beschichtenden Oberfläche – weil diese nicht durch Wasserstoffbläschen partiell abgedeckt ist – können dort mehr Kristallkeime ausgebildet werden. Insbesonders bei Zink-Oberflächen ist die Gegenwart eines Beschleunigers nicht zwingend erforderlich. Ein Beschleuniger ist aber meistens bei Aluminium-, Eisen- und Stahl-Oberflächen von deutlichem Vorteil, weil dadurch die Phosphatschicht feinkristalliner ausgebildet werden kann, weil die Phosphatschicht dadurch schneller und leichter geschlossen werden kann und weil der Korrosionsschutz und die Lackhaftung dadurch verbessert werden können.The The first or / and the second phosphating solution can be at least one Accelerator included. in principle All accelerators can be used. She can have a salary of at least an accelerator in the range of 0 to 40 g / L - without a possible (Additional) Content of at least one compound based on peroxide - have, preferably in the range of 0.02 to 30 g / L, more preferably in the range of 0.1 to 20 g / L. The accelerator can help that Formation of hydrogen bubbles on the surfaces to prevent. Due to the better contact to be coated Surface - because this not by hydrogen bubbles is partially covered - can there more crystal nuclei are formed. Especially with zinc surfaces the presence of an accelerator is not mandatory. However, an accelerator is mostly used on aluminum, iron and steel surfaces clear advantage, because thereby the phosphate layer fine-crystalline can be formed because the phosphate layer thereby faster and can be closed more easily and because of the corrosion protection and the paint adhesion can be improved thereby.

Besonders bevorzugt ist hierbei ein Gehalt an H2O2, da hiermit eine rückstandsfreie Beschleunigung möglich ist, da nur Wasser und Sauerstoff übrigbleiben. Die erste oder/und die zweite Phosphatierungslösung kann vorteilhafterweise einen Peroxid-Zusatz, vorzugsweise H2O2, in einer Konzentration im Bereich von 1 bis 100 g/L enthalten, vorzugsweise von 5 bis 90 g/L, insbesondere von 10 bis 80 g/L, gerechnet als H2O2. Vor allem durch den hohen Gehalt an H2O2 ist es bei den üblicherweise hohen Geschwindigkeiten in der Bandanlage möglich, eine Beschleunigung aller dabei auftretenden chemischen Reaktionen innerhalb weniger Sekunden zu erzielen und bei eine no-rinse-Verfahren eine entsprechende Durchreaktion zu bewirken. Dies wirkt sich insbesondere bei Hochzink-no-rinse-Verfahren sehr vorteilhaft auf die Schichtqualität aus.Particularly preferred here is a content of H 2 O 2 , since this residue-free acceleration is possible, since only water and oxygen remain. The first or / and the second phosphating solution may advantageously contain a peroxide additive, preferably H 2 O 2 , in a concentration in the range from 1 to 100 g / L, preferably from 5 to 90 g / L, in particular from 10 to 80 g / L, calculated as H 2 O 2 . Above all, due to the high content of H 2 O 2 , it is possible at the usually high speeds in the belt system to achieve an acceleration of all occurring chemical reactions within a few seconds and to effect a corresponding through-reaction in a no-rinse process. This has a very advantageous effect on the layer quality, especially in the case of high zinc no-rinse methods.

Bei dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren kann die Phosphatierungslösung einen Gehalt an Nitrit im Bereich von 0,01 bis 0,3 g/L, einen Gehalt an Nitrat im Bereich von 1 bis 30 g/L, einen Gehalt an Verbindungen auf Basis Peroxid im Bereich von 0,001 bis 120 g/L, vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 80 g/L und besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 60 g/L, berechnet als H2O2, einen Gehalt an Nitrobenzolsulfonat (NBS), Nitropropan, Paranitrotoluolsulfonsäure, Nitroethan oder/und anderen nitroorganischen Verbindungen mit oxidierenden Eigenschaften – mit Ausnahme von Verbindungen auf Basis Nitroguanidin – mit einem Gesamtgehalt im Bereich von 0,1 bis 3 g/L, berechnet als NO2, einen Gehalt an Verbindungen auf Basis Nitroguanidin im Bereich von 0,1 bis 6 g/L, einen Gehalt an Chlorat vorzugsweise im Bereich von 0,05 bis 4 g/L, einen Gehalt an reduzierenden Zuckerverbindungen im Bereich von 0,1 bis 10 g/L oder/und einen Gehalt an Verbindungen auf Basis Hydroxylamin (HA) im Bereich von 0,1 bis 8 g/L aufweist, berechnet als HA. Chlorat-Zusätze werden üblicherweise in Nitrit- und Nitrat-freien Bädern verwendet, wenn Zink-Oberflächen beschichtet werden sollen. Für das Vorphosphatieren liegt der Nitrat-Gehalt vorzugsweise im Bereich von 10 bis 20 g/L. Wenn beim Vorphosphatieren mit geringen Nitrat-Gehalten oder sogar Nitrat-frei gearbeitet wird, ist ein Zusatz von 0,5 bis 120 g/L an Peroxid, berechnet als H2O2, bevorzugt.In the coating method of the present invention, the phosphating solution may have a content of nitrite in the range of 0.01 to 0.3 g / L, a content of nitrate in the range of 1 to 30 g / L, a content of peroxide-based compounds in the range of 0.001 to 120 g / L, preferably in the range of 0.01 to 80 g / L and particularly preferably in the range of 1 to 60 g / L, calculated as H 2 O 2 , a content of nitrobenzenesulfonate (NBS), nitropropane, paranitrotoluenesulfonic acid, Nitroethane and / or other nitroorganic compounds with oxidising properties - with the exception of compounds based on nitroguanidine - with a total content in the range of 0.1 to 3 g / L, calculated as NO 2 , based on compounds Nitroguanidine in the range of 0.1 to 6 g / L, a content of chlorate preferably in the range of 0.05 to 4 g / L, a content of reducing sugar compounds in the range of 0.1 to 10 g / L or / and a Content of compounds based on hydroxylamine (HA) in the range of 0.1 to 8 g / L, calculated as HA. Chlorate additives are commonly used in nitrite and nitrate-free baths when zinc surfaces are to be coated. For the pre-phosphating, the nitrate content is preferably in the range of 10 to 20 g / L. When working with low nitrate or even nitrate-free phosphors, it is preferable to add 0.5 to 120 g / L of peroxide, calculated as H 2 O 2 .

Während Nitrit den Nachteil hat, ebenso wie die evtl. daraus entstehenden nitrosen Gase recht giftig zu sein, hat Nitrat den Vorteil, preiswert und in seiner Wirkung sehr bekannt und kontrollierbar wirkend zu sein. Vorzugsweise hat die Phosphatierungslösung einen Gehalt an Nitrat im Bereich von 5 bis 25 g/L. Aufgrund der schwachen Wirkung dieses Beschleunigers werden oft höhere Gehalte an Nitrat eingesetzt. Vorzugsweise hat die Phosphatierungslösung einen Gehalt an Verbindungen auf Basis Perborat im Bereich von 0,01 bis 5 g/L. Vorzugsweise hat die Phosphatierungslösung einen Gehalt an Nitrobenzolsulfonat oder/und anderen nitroorganischen Verbindungen mit oxidierenden Eigenschaften insgesamt im Bereich von 0,5 bis 2 g/L. Vorzugsweise hat die Phosphatierungslösung einen Gehalt an Verbindungen auf Basis Hydroxylamin im Bereich von 0,5 bis 4 g/L. Vorzugsweise liegt der Gehalt an Verbindungen auf Basis Hydroxylamin, berechnet als HA, zur Summe an Zink und Mangan in der Phosphatierungslösung im Bereich von 1 : 2 bis 1 : 4.While nitrite has the disadvantage, as well as the possibly resulting nitrous Being quite toxic to gases, nitrate has the advantage of being cheap and cheap to be very well known and controllable in its effect. Preferably has the phosphating solution a content of nitrate in the range of 5 to 25 g / L. Because of the weak Effect of this accelerator are often used higher levels of nitrate. Preferably, the phosphating solution has a content of compounds based on perborate in the range of 0.01 to 5 g / L. Preferably, the phosphating a content of nitrobenzenesulfonate or / and other nitroorganic Total compounds in the range with oxidizing properties from 0.5 to 2 g / L. Preferably, the phosphating solution has a Content of compounds based on hydroxylamine in the range of 0.5 to 4 g / L. Preferably, the content of compounds based on hydroxylamine, calculated as HA, to the sum of zinc and manganese in the phosphating solution in Range from 1: 2 to 1: 4.

Vorteilhafterweise kann mindestens eine Verbindung auf Basis von Ameisensäure, Bernsteinsäure, Maleinsäure, Malonsäure, Milchsäure, Perborsäure, Weinsäure, Zitronensäure oder/und einer chemisch verwandten Hydroxycarbonsäure zugegeben werden, um das Bad bzw. das Konzentrat bzw. die Ergänzungslösung zu stabilisieren, insbesondere um Ausscheidungen aus einer dieser Lösungen zu vermeiden bzw. zu verringern sowie – bei no-rinse-Verfahren – um die Kristallinität der Phosphatschicht zu steigern, wodurch die Wasserfestigkeit der Phosphatschicht deutlich verbessert wird. Der gesamte Zusatz an derartigen Verbindungen zu einer derartigen Lösung kann im Bereich von 0,01 bis 5 g/L liegen. Der Gehalt an mindestens einer dieser Verbindungen liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 3 g/L. Hierbei hat sich ein Gehalt an Natriumperborat von 0,2 bis 3,5 g/L, an Weinsäure im Bereich von 0,2 bis 0,8 g/L oder an Zitronensäure im Bereich von 0,12 bis 0,5 g/L besonders bewährt. Noch bessere Ergebnisse wurden erzielt mit einer Kombination aus 0,2 bis 0,8 g/L an Natriumperborat und 0,2 bis 0,8 g/L Weinsäure.advantageously, At least one compound based on formic acid, succinic acid, maleic acid, malonic acid, lactic acid, perboric acid, tartaric acid, citric acid and / or a chemically related hydroxycarboxylic acid are added to the Stabilize bath or the concentrate or the supplement solution, in particular to avoid excretions from one of these solutions or to reduce as well as - at no-rinse procedure - um the crystallinity to increase the phosphate layer, thereby increasing the water resistance of the Phosphate layer is significantly improved. The entire addition to Such compounds to such a solution may be in the range of 0.01 to 5 g / L lie. The content of at least one of these compounds is preferably in the range of 0.1 to 3 g / L. This has happened a content of sodium perborate of 0.2 to 3.5 g / L, of tartaric acid in the range from 0.2 to 0.8 g / L or citric acid in the range of 0.12 to 0.5 g / L especially proven. Even better results were achieved with a combination of 0.2 to 0.8 g / L of sodium perborate and 0.2 to 0.8 g / L of tartaric acid.

Andererseits kann auch ein Zusatz eines polymeren Alkohols vorteilhaft sein, um mit diesem Alkohol insbesondere bei der Trocknung Phosphorsäureester auszubilden, die sich als Schmierstoffe beim Umformen förderlich auswirken. Gleichzeitig kann sich der Zusatz eines polymeren Alkohols auf die Reaktion mit der ggfs. vorhandenen überschüssigen freien Phosphorsäure in der Phosphatierlösung aus, um die Kristallinität und die Wasserfestigkeit der Phosphatbeschichtung zu verbessern.on the other hand An addition of a polymeric alcohol may also be advantageous. with this alcohol especially during drying phosphoric acid ester form, which are beneficial as lubricants during forming impact. At the same time, the addition of a polymeric alcohol on the reaction with the possibly existing. Excess free phosphoric acid in the phosphating out to the crystallinity and to improve the water resistance of the phosphate coating.

Bei dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren kann a) für rinse-Verfahren die freie Säure 0,1 bis 10 Punkte betragen, kann die Gesamtsäure 5 bis 50 Punkte betragen, kann die Gesamtsäure nach Fischer 3 bis 35 Punkte betragen und kann das Verhältnis der freien Säure zur Gesamtsäure nach Fischer (S-Wert) im Bereich von 0,01 bis 0,9 liegen. Bei b) no-rinse-Verfahren – und jeweils nach Verdünnung von 60 g des Behandlungsbades auf 1 l – kann die freie Säure 0,1 bis 10 Punkte betragen, kann die Gesamtsäure 5 bis 50 Punkte betragen, kann die Gesamtsäure nach Fischer 3 bis 25 Punkte betragen und kann das Verhältnis der freien Säure zur Gesamtsäure nach Fischer (S-Wert) im Bereich von 0,01 bis 0,9 liegen. Die Werte der freien Säure betragen vorzugsweise 0,15 bis 7 Punkte, die Gesamtsäure nach Fischer vorzugsweise bei rinse-Verfahren 5 bis 30 und bei no-rinse-Verfahren 5 bis 20 Punkte und das Verhältnis der freien Säure zur Gesamtsäure nach Fischer (S-Wert) vorzugsweise 0,03 bis 0,7. Besonders bevorzugt sind Werte der freien Säure im Bereich von 3 bis 5,5 Punkten sowie Werte der Gesamtsäure nach Fischer bei rinse-Verfahren im Bereich von 10 bis 20 Punkten und bei no-rinse-Verfahren im Bereich von 8 bis 18 Punkten und somit einen S-Wert im Bereich von 0,1 bis 0,5.at the coating method according to the invention can a) for rinse the free acid 0.1 to 10 points, the total acid can be 5 to 50 points, can the total acid According to Fischer 3 to 35 points can be and the ratio of free acid to the total acid according to Fischer (S value) in the range of 0.01 to 0.9. At b) no-rinse procedure - and each after dilution from 60 g of the treatment bath to 1 l - the free acid can be 0.1 up to 10 points, the total acid can be 5 to 50 points, can the total acid According to Fischer 3 to 25 points can be and the ratio of free Acid to total acidity according to Fischer (S value) in the range of 0.01 to 0.9. The values the free acid are preferably 0.15 to 7 points, the total acid after Fischer preferably in rinse method 5 to 30 and no-rinse method 5 to 20 points and the ratio the free acid to the total acid according to Fischer (S-value) preferably 0.03 to 0.7. Particular preference is given to values of the free ones Acid in the area from 3 to 5.5 points as well as total acid values according to Fischer in rinse procedures in the range of 10 to 20 points and in no-rinse procedures in the field from 8 to 18 points and thus an S value in the range of 0.1 to 0.5.

Zur Bestimmung der freien Säure wird 1 ml der Phosphatierungslösung nach Verdünnung auf ca. 50 ml mit destilliertem Wasser, ggf. unter Zusatz von K3(Co(CN)6) oder von K4(Fe(CN)6) zwecks Beseitigung störender Metallkationen, unter Verwendung von Dimethylgelb als Indikator mit 0,1 M NaOH bis zum Umschlag von rosa nach gelb titriert. Die verbrauchte Menge an 0,1 M NaOH in ml ergibt den Wert der freien Säure (FS) in Punkten.To determine the free acid, 1 ml of the phosphating solution after dilution to about 50 ml with distilled water, if necessary with the addition of K 3 (Co (CN) 6 ) or of K 4 (Fe (CN) 6 ) for the purpose of eliminating interfering metal cations , titrated with dimethyl yellow as indicator with 0.1 M NaOH until pink to yellow. The consumed amount of 0.1 M NaOH in ml gives the value of the free acid (FS) in points.

Der Gesamtgehalt an Phosphationen wird dadurch bestimmt, daß im Anschluß an die Ermittlung der freien Säure die Titrationslösung nach Zugabe von 20 ml 30%iger neutraler Kaliumoxalatlösung gegen Phenolphthalein als Indikator bis zum Umschlag von farblos nach rot mit 0,1 M NaOH titriert wird. Der Verbrauch an 0,1 M NaOH in ml zwischen dem Umschlag mit Dimethylgelb und dem Umschlag mit Phenolphthalein entspricht der Gesamtsäure nach Fischer (GSF). Wenn dieser Wert mit 0,71 multipliziert wird, ergibt sich der Gesamtgehalt an Phosphationen (Siehe W. Rausch: "Die Phosphatierung von Metallen". Eugen G. Leuze-Verlag 1988, pp. 300 ff).The total content of phosphate ions is determined by titrating the titration solution after the addition of 20 ml of 30% neutral potassium oxalate solution to phenolphthalein as an indicator until the colorless to red color changes to 0.1 M NaOH. The consumption 0.1 M NaOH in ml between the envelope of dimethyl yellow and the phenolphthalein envelope corresponds to Fischer's total acid (GSF). If this value is multiplied by 0.71, the total content of phosphate ions is calculated (see W. Rausch: "The Phosphatization of Metals." Eugen G. Leuze-Verlag 1988, pp. 300 ff).

Der sogenannte S-Wert ergibt sich durch Division des Wertes der freien Säure durch den Wert der Gesamtsäure nach Fischer.Of the so-called S-value is obtained by dividing the value of the free Acid through the value of the total acid after fishermen.

Die Gesamtsäure (GS) ist die Summe aus den enthaltenen zweiwertigen Kationen sowie freien und gebundenen Phosphorsäuren (letztere sind Phosphate). Sie wird durch den Verbrauch an 0,1 molarer Natronlage unter Verwendung des Indikators Phenolphthalein bestimmt. Dieser Verbrauch in ml entspricht der Punktzahl der Gesamtsäure.The total acidity (GS) is the sum of the contained divalent cations as well free and bound phosphoric acids (the latter are phosphates). It is made by the consumption of 0.1 molar Sodium hydroxide determined using the indicator phenolphthalein. This consumption in ml corresponds to the total acid score.

Bei dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren kann der pH-Wert der Phosphatierungslösung im Bereich von 1 bis 4 liegen, vorzugsweise im Bereich von 1,5 bis 3,6.at the coating method according to the invention For example, the pH of the phosphating solution may range from 1 to 4 are, preferably in the range of 1.5 to 3.6.

Bei dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren kann die erste oder zweite Phosphatierungslösung auf die Oberfläche der Substrate durch Aufrakeln, Fluten, Spritzen, Sprühen, Streichen, Tauchen, Vernebeln, Walzen, wobei einzelne Prozeßschritte miteinander kombiniert sein können – insbesondere das Spritzen und Tauchen, das Spritzen und Abquetschen sowie das Tauchen und Abquetschen, und ggfs. nachträgliches Abquetschen aufgebracht werden.at the coating method according to the invention The first or second phosphating solution can be applied to the surface of the Substrates by knife coating, flooding, spraying, spraying, brushing, dipping, misting, Rolls, with individual process steps can be combined with each other - in particular the spraying and dipping, the spraying and squeezing as well as the Diving and squeezing, and if necessary. Subsequent squeezing applied become.

Die erste oder ggf. zweite Phosphatierungslösung kann durch Aufsprühen, durch Aufwalzen, durch Fluten und anschließendes Abquetschen, durch Spritzen und anschließendes Abquetschen oder durch Tauchen und anschließendes Abquetschen auf dem Metallteil aufgebracht werden. Die Technik des Aufbringens ist grundsätzlich bekannt. Grundsätzlich ist jede Art des Aufbringens der Phosphatierungslösung möglich; bevorzugt sind jedoch die genannten Varianten des Applizierens. Das Abquetschen dient dem Aufbringen eines definierten Flüssigkeitsvolumens je Oberfläche des Metallteils und kann auch durch alternative Verfahren ersetzt sein; besonders bevorzugt ist das Aufwalzen z.B. mit einem "Chemcoater" oder einem "Roll-Coater".The first or optionally second phosphating solution can by spraying, through Rolling, by flooding and subsequent squeezing, by spraying and subsequent Squeezing or by dipping and then squeezing on the Metal part to be applied. The technique of applying is known in principle. in principle Any kind of application of the phosphating solution is possible; prefers However, these are the mentioned variants of applying. The squeezing serves to apply a defined volume of liquid per surface of the Metal part and can also be replaced by alternative methods; more preferably, the rolling is e.g. with a "chemcoater" or a "roll coater".

Die zweite Phosphatierungslösung kann grundsätzlich auf jede Art und Weise aufgebracht werden; bevorzugt ist ihr Aufbringen durch Spritzen, Fluten oder Tauchen auf dem Metallteil. Die Technik des Aufbringens ist grundsätzlich bekannt.The second phosphating solution can basically be applied in any way; preferred is their application by spraying, flood or dipping on the metal part. The technology of applying is basically known.

Bei dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren kann die erste oder ggf. zweite Phosphatierungslösung bei der Beschichtung eine Temperatur im Bereich von 10 bis 80°C aufweisen, bei Bandauftrockenverfahren eine Temperatur vorzugsweise im Bereich von 40 bis 70°C, bei Bandverfahren mit nachfolgender Spülung vorzugsweise bei 40 bis 70°C und bei Teilen eine Temperatur vorzugsweise im Bereich von 20 bis 60°C und besonders bevorzugt im Bereich von 32 bis 58°C. Nur in Sonderfällen werden die Metallteile oder/und ggf. auch die Phosphatierungslösung auf eine etwas erhöhte Temperatur erhitzt, beispielsweise, um das Auftrocknen der aufgebrachten Lösung zu beschleunigen.at the coating method according to the invention For example, the first or optionally second phosphating solution in the coating Temperature in the range of 10 to 80 ° C, in tape drying process a temperature preferably in the range of 40 to 70 ° C, in tape process with subsequent rinsing preferably at 40 to 70 ° C and in parts a temperature preferably in the range of 20 to 60 ° C and especially preferably in the range of 32 to 58 ° C. Only in special cases the metal parts and / or possibly also the phosphating solution a little bit higher Temperature heated, for example, to the drying of the applied solution to accelerate.

Der mit der ersten oder ggf. zweiten Phosphatierungslösung auf dem Metallteil gebildete Flüssigkeitsfilm kann auf der Oberfläche des Metallteils im Bereich von 20 und 120°C, insbesondere ab 40°C, bezogen auf PMT-Temperaturen aufgetrocknet werden, insbesondere bei 50 bis 100°C. Das Auftrocknen kann z.B. durch Blasen von heißer Luft oder durch Erwärmung mit Infrarotstrahlung erfolgen, wobei insbesondere mit der PMT-Methode (PMT = peak-metal-temperature; durch Messung der Temperatur der Oberfläche des Metallteils ermittelt) geregelt werden kann.Of the with the first or optionally second phosphating solution The liquid film formed the metal part can on the surface of the metal part in the range of 20 and 120 ° C, in particular from 40 ° C, based be dried to PMT temperatures, especially at 50 to 100 ° C. The Drying can e.g. by blowing hot air or by heating with Infrared radiation, in particular with the PMT method (PMT = peak-metal-temperature, by measuring the temperature of the surface the metal part determined) can be controlled.

Bei dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren können mit der Phosphatierungslösung Substrate mit einer vorwiegend Aluminium, Eisen, Kupfer, Magnesium, Zinn oder Zink enthaltenden metallischen Oberfläche beschichtet werden, insbesondere Oberflächen von mindestens einem der Werkstoffe auf Basis Aluminium, Eisen, Stahl, Zink oder/und Legierungen mit einem Gehalt an Aluminium, Eisen, Kupfer, Magnesium, Zinn bzw. Zink.at the coating method according to the invention can with the phosphating solution Substrates containing predominantly aluminum, iron, copper, magnesium, Tin or zinc-containing metallic surface are coated, in particular surfaces of at least one of the materials based on aluminum, iron, Steel, zinc or / and alloys containing aluminum, Iron, copper, magnesium, tin or zinc.

Die so ausgebildete erste oder zweite Phosphatschicht kann folgende Zusammensetzung aufweisen:

  • – sie kann frei oder im wesentlichen frei von Nickel sein oder einen Gehalt von bis zu 0,5 Gew.-% Ni aufweisen und kann zusätzlich enthalten:
  • – 1,5 bis 50 Gew.-% Zn,
  • – 1,5 bis 50 Gew.-% Mn und
  • – 20 bis 70 Gew.-% Phosphat, gerechnet als P2O5.
The first or second phosphate layer formed in this way can have the following composition:
  • It may be free or substantially free of nickel or have a content of up to 0.5% by weight of Ni and may additionally contain:
  • 1.5 to 50% by weight of Zn,
  • - 1.5 to 50 wt .-% Mn and
  • 20 to 70% by weight of phosphate, calculated as P 2 O 5 .

Der Nickelgehalt in der Phosphatschicht ist auch abhängig vom Mangangehalt der Phosphatierungslösung. Er beträgt vorzugsweise bis zu 0,3 Gew.-%, besonders bevorzugt nur bis zu 0,15 Gew.-%.Of the Nickel content in the phosphate layer is also dependent on the manganese content of the phosphating solution. He is preferably up to 0.3% by weight, more preferably only up to 0.15 Wt .-%.

Sie kann insbesondere 6 bis 45 Gew.-% Zn bzw. Mn, vorzugsweise 12 bis 42 Gew.% Zn bzw. Mn, besonders bevorzugt 16 bis 38 Gew.-% Zn bzw. Mn enthalten, wobei die Schichtqualität bei einem höheren Mangangehalt in der Regel besser wird. Sie kann vorzugsweise 25 bis 60 Gew.-% Phosphat, besonders bevorzugt 28 bis 50 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 30 bis 40 Gew.-% enthalten.she can in particular 6 to 45 wt .-% Zn or Mn, preferably 12 to 42% by weight of Zn or Mn, particularly preferably 16 to 38% by weight of Zn or Mn, the layer quality at a higher manganese content usually gets better. It may preferably be 25 to 60% by weight. Phosphate, more preferably 28 to 50 wt .-%, most preferably Contain 30 to 40 wt .-%.

Bei dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren kann mit der Phosphatierungslösung eine Phosphatbeschichtung abgeschieden werden, die ein Schichtgewicht im Bereich von 0,2 bis 6 g/m2 aufweist, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 4 g/m2. Insbesondere bei Aluminium-Oberflächen kann es in manchen Fällen gewünscht sein, nur sehr geringe Schichtgewichte aufzubringen. Bei der Vorbehandlung bzw. Behandlung von Oberflächen von Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen ist es nicht unbedingt erforderlich, einen hohen Bedeckungsgrad beim Phosphatieren zu erzielen: Es genügt ein Schichtgewicht der Phosphatschicht im Bereich von 0,2 g/m2 bis 1 g/m2. Ein Schichtgewicht von bis zu 6 g/m2 und somit eine vollständige Bedeckung ist jedoch nicht nachteilig, wenn von einem erhöhten Chemikalienverbrauch abgesehen wird. Bei Oberflächen von Eisen, Stahl und Zink ist jedoch eine nahezu vollständige oder vollständige Bedeckung mit der Phosphatschicht erforderlich. Dies wird mit einem Schichtgewicht im Bereich von 1 g/m2 bis 6 g/m2 erreicht. Bei Oberflächen von ZnFe-Legierungen kann die Bedeckung auch relativ unvollständig sein. Beim Vorphosphatieren wird ein Schichtgewicht im Bereich von 0,8 bis 2,4 g/m2 besonders bevorzugt, insbesondere von 1 bis 2 g/m2, vor allem, wenn die Substrate mit der Vorphosphatbeschichtung zum Schweißen verwendet werden sollen.In the coating method according to the invention, a phosphate coating can be deposited with the phosphating solution, which has a coating weight in the range from 0.2 to 6 g / m 2 , preferably in the range from 1 to 4 g / m 2 . In particular, with aluminum surfaces, it may be desirable in some cases to apply only very low coating weights. In the pretreatment or treatment of surfaces of aluminum or aluminum alloys, it is not absolutely necessary to achieve a high degree of coverage during phosphating: a layer weight of the phosphate layer in the range from 0.2 g / m 2 to 1 g / m 2 is sufficient. However, a coating weight of up to 6 g / m 2, and thus complete coverage, is not detrimental when dispensing with increased chemical consumption. For surfaces of iron, steel and zinc, however, almost complete or complete coverage of the phosphate layer is required. This is achieved with a coating weight in the range of 1 g / m 2 to 6 g / m 2 . For surfaces of ZnFe alloys, the coverage may also be relatively incomplete. In the case of prephosphating, a layer weight in the range from 0.8 to 2.4 g / m 2 is particularly preferred, in particular from 1 to 2 g / m 2 , especially if the substrates with the prephosphate coating are to be used for welding.

Die erste Phosphatierungsschicht kann bei der Benetzung mit der zweiten Phosphatierungslösung unverändert bleiben oder im oberen Bereich leicht angelöst und in ihrer Struktur verändert werden oder/und durch die zweite Phosphatierungslösung leicht abgetragen werden, während aus der zweiten Phosphatierungslösung eine zusätzliche Phosphatschicht abgeschieden werden kann, aber nicht abgeschieden werden muß. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Beständigkeit der ersten Phosphatschicht gegen Flüssigkeiten wie z.B. Spritzwasser oder Reinigungsflüssigkeit, insbesondere die Alkalibeständigkeit, umso höher ist, je kristalliner die Schicht ausgebildet ist.The The first phosphating layer, when wetted with the second phosphating unchanged remain or be slightly dissolved in the upper area and changed in their structure and / or easily removed by the second phosphating solution, while from the second phosphating solution an additional Phosphate layer can be deposited, but not deposited must become. However, it has been shown that the resistance the first phosphate layer to liquids such as e.g. splash or cleaning fluid, especially the alkali resistance, the higher is, the more crystalline the layer is formed.

Bei dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren können die metallischen Oberflächen vor dem ersten bzw. zweiten Phosphatieren gereinigt, gebeizt, gespült oder/und aktiviert werden. Die Reinigung erfolgt vorzugsweise alkalisch und findet insbesondere über einen Zeitraum von 2 Sekunden bis 15 Minuten statt, wobei kurze Zeiten – 2 bis 30 Sekunden – für Bandanlagen gelten. Ein schwacher alkalischer Reiniger kann für metallische Oberflächen meist über 2 bis 4 Minuten außerhalb der Bandanlage eingesetzt werden. Für starke alkalische Reiniger sind die Behandlungszeiten entsprechend kürzer. Es kann vorteilhaft sein, dem Reiniger einen Titan-haltigen Aktivator zuzusetzen. Insbesonders für Aluminium und Aluminiumlegierungen kann auch eine saure Reinigung gewählt werden.at the coating method according to the invention can the metallic surfaces cleaned, pickled, rinsed or / and before the first or second phosphating to be activated. The cleaning is preferably carried out alkaline and finds particular over a period of 2 seconds to 15 minutes, with short ones Times - 2 up to 30 seconds - for conveyor systems be valid. A weak alkaline cleaner can be used for metallic surfaces mostly over 2 to 4 minutes outside the belt system can be used. For strong alkaline cleaners the treatment times are correspondingly shorter. It can be beneficial Add a titanium-containing activator to the cleaner. especially for aluminum and aluminum alloys can also be chosen an acidic cleaning.

Die Metallteile können vor der Benetzung mit der ersten oder/und mit der zweiten Phosphatierungslösung mit einer Aktivierungslösung oder einer Aktivierungssuspension benetzt werden. Durch eine derartige Aktivierung wird die Oberfläche mit Kristallkeimen versehen, die die nachfolgende Phosphatierung und die Ausbildung feinkristalliner dichter Phosphatschichten begünstigt. Hierbei kann vorteilhaft eine wässerige Aktivierungslösung/-suspension mit einem Gehalt an kolloidal verteiltem Titanphosphat gewählt werden.The Metal parts can before wetting with the first or / and with the second phosphating with an activation solution or an activation suspension. By such Activation becomes the surface provided with crystal nuclei, the subsequent phosphating and favors the formation of fine crystalline dense phosphate layers. Here, advantageously, an aqueous / Suspension activation solution be selected with a content of colloidally dispersed titanium phosphate.

Für das anschließende Spülen (rinse) ist grundsätzlich jede reinere Wasserqualität geeignet. Es empfiehlt sich Leitungswasser. Falls die Aktivierung in einem getrennten Bad oder Spülschritt erfolgen kann, was meist vorteilhaft ist, sollte vollentsalztes Wasser als Lösemittel nach vorhergehendem Spülen eingesetzt werden. Bei rinse-Prozessen muß üblicherweise eine Aktivierung vorgeschaltet werden. Bei no-rinse-Prozessen ist eine Aktivierung förderlich, aber nicht erforderlich. Eine Aktivierung ist oft sehr vorteilhaft, um Kristallkeime auszubilden. Die Aktivierung kann insbesondere auf Basis Titan erfolgen. Eine Aktivierung über 10 bis 30 Sekunden ist für Teile und über 0,5 bis 5 Sekunden am Band oft ausreichend, auch wenn sie grundsätzlich über 0,1 Sekunden bis zu mindestens 5 Minuten dauern kann. Die Aktivierung kann auch länger als 5 Minuten genutzt werden, ist deswegen aber nicht wirkungsvoller. Es kann vorteilhaft sein, Kupfer oder/und einen der grundsätzlich bekannten Zusätze der Aktivierung zuzugeben.For the subsequent rinsing (rinse) is basically any purer water quality suitable. It is recommended tap water. If the activation in a separate bath or rinse step can be done, which is usually advantageous, should be fully demineralized Water as a solvent after previous rinsing be used. In rinse processes usually has an activation upstream. In no-rinse processes is a Activation beneficial, but not required. Activation is often very beneficial to train crystal germs. The activation can in particular made on the basis of titanium. Activation is about 10 to 30 seconds for parts and over 0.5 to 5 seconds on the tape often enough, even if they are generally over 0.1 Seconds to a minimum of 5 minutes. The activation can last longer than 5 minutes, but that is not more effective. It may be advantageous to copper and / or one of the basically known additions to add to the activation.

Es kann vorteilhaft sein, direkt auf die erste oder/und zweite Phosphatschicht eine Passivierungslösung aufzubringen, insbesondere durch Spritzen, Tauchen oder Walzen. Hierbei wird vorzugsweise eine Nachspüllösung zur weiteren Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit und der Lackhaftung eingesetzt, die mindestens eine Substanz auf Basis Cr, Ti, Zr, Ce oder/und anderer Seltenerdelemente einschließlich Lanthan bzw. Yttrium, Tannin, Silan/Siloxan, Phosphor enthaltende self-assembling molecules, Phosphonate bzw. Polymere enthalten kann.It may be advantageous to apply a passivation solution directly to the first or / and second phosphate layer, in particular by spraying, dipping or rolling. Here is preferably an after rinsing solution used to further increase the corrosion resistance and the paint adhesion, the at least one substance based on Cr, Ti, Zr, Ce or / and other rare earth elements including lanthanum or yttrium, tannin, silane / siloxane, phosphorus-containing self-assembling molecules, phosphonates or May contain polymers.

Bei dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren können die phosphatierten Substrate mindestens einmal gespült und ggfs. nach einer oder zwischen zwei Spülvorgängen mit einer Nachspüllösung zur zusätzlichen Passivierung behandelt werden. Für das Spülen nach dem Phosphatieren ist grundsätzlich jede reinere Wasserqualität geeignet. Es empfiehlt sich Leitungswasser oder vollentsalztes Wasser – z.B. ein Tauchen in kaltes Stadtwasser über 10 Sekunden – und anschließend im nächsten Spülschritt vollentsalztes Wasser – z.B. ein Sprühen von kaltem VE-Wasser über 10 Sekunden. Beim Nachspülen kann insbesondere ein Zusatz z.B. von Zirkonhexafluorid oder von einer der grundsätzlich bekannten organischen Substanzen verwendet werden, wodurch eine nochmalige Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit und der Lackhaftung der Beschichtung erzielt werden kann.at the coating method according to the invention can the phosphated substrates rinsed at least once and if necessary. after one or two rinses with a rinsing solution for additional Passivation be treated. For the rinse After phosphating, any purer water quality is basically suitable. Tap or demineralised water is recommended - e.g. one Dive into cold city water 10 seconds - and subsequently in the next rinsing demineralized water - e.g. a spraying of cold demineralised water over 10 seconds. When rinsing In particular, an additive, e.g. of zirconium hexafluoride or of one of the principle known organic substances are used, whereby a further improvement of corrosion resistance and paint adhesion the coating can be achieved.

Die Vorphosphatierung von Substraten ist vorteilhaft, wenn z.B. das vorphosphatierte Band anschließend umgeformt wird oder wenn Teile im korrosionsgeschützten Zustand zwischengelagert, verklebt oder/und verschweißt werden. Die derart vorbehandelten Substrate lassen sich dadurch wesentlich leichter umformen und sind korrosionsgeschützt. Es ist eine besonders vorteilhafte Verfahrensvariante, daß die metallischen Oberflächen nach dem Vorphosphatieren geschweißt, verklebt oder/und umgeformt werden und ggfs. danach erneut phosphatiert werden.The Prephosphating substrates is advantageous when e.g. the subsequently phosphated band is deformed or if parts in the corrosion-protected state stored, glued or / and welded. The pretreated so Substrates are much easier to reshape and are protected against corrosion. It is a particularly advantageous process variant that the metallic surfaces after welded to the pre-phosphating, glued and / or reshaped and, if necessary, then phosphated again become.

In den meisten Fällen sind die Phosphatieranlagen in der Automobilindustrie mit schwach alkalischen Reinigern ausgerüstet, in manchen Fällen jedoch auch mit stark alkalischen Reinigern. Es war überraschend, daß die erfindungsgemäße erste kristalline Vorphosphatierungsschicht bei no-rinse-Verfahren mit erhöhtem Kationen-Gehalt gegen den Einfluß starker alkalischer Reiniger resistenter ist. Bei den üblicherweise angewandten kurzen Behandlungszeiten mit einem starken alkalischen Reiniger wurde die erfindungsgemäße erste Phosphatschicht nicht oder nur geringfügig beeinträchtigt.In most cases the phosphating plants in the automotive industry are weak equipped with alkaline cleaners, in some cases but also with strong alkaline cleaners. It was surprising that the first invention crystalline Vorphosphatierungsschicht in no-rinse method with increased cation content against the Influence stronger alkaline cleaner is more resistant. In the commonly used short Treatment times with a strong alkaline cleaner was the Inventive first phosphate layer not or only slightly impaired.

In einer besonders vorteilhaften Verfahrensvariante werden die zu beschichtenden Metallteile, vorzugsweise Metallbänder, erst mit einer ersten Phosphatierungslösung erfindungsgemäß beschichtet und anschließend werden sie, vorzugsweise als einzelne oder miteinander durch Fügen wie z.B. Kleben bzw. Schweißen verbundene Teile, mit einer zweiten wässerigen, sauren Phosphatierungslösung benetzt, wobei diese zweite Lösung

  • – frei oder im wesentlichen frei ist von Nickel oder bis zu 8 g/L Nickelionen und
  • – 0 bis 20 g/L Zinkionen,
  • – 0 bis 12 g/L Manganionen,
  • – 5 bis 50 g/L Phosphationen, gerechnet als P2O5.
In a particularly advantageous variant of the method, the metal parts to be coated, preferably metal strips, are first coated according to the invention with a first phosphating solution and then wetted with a second aqueous, acidic phosphating solution, preferably as individual parts or parts joined together by joining such as gluing or welding , this second solution
  • Is free or substantially free of nickel or up to 8 g / L of nickel ions and
  • 0 to 20 g / L zinc ions,
  • 0 to 12 g / L manganese ions,
  • - 5 to 50 g / L phosphate ions, calculated as P 2 O 5 .

Die Zusammensetzung der zweiten Phosphatierungslösung entspricht in den meisten Fällen einer grundsätzlich bekannten Phosphatierungslösung und auch das Verfahren zu ihrer Aufbringung ist üblicherweise bekannt, wobei diese zweite Lösung in der Regel nicht aufgetrocknet wird. Während die erste Phosphatschicht vorzugsweise in einer Bandanlage aufgebracht wird, kann die zweite Phosphatschicht z.B. im Automobilwerk oder bei einem Gerätehersteller aufgebracht werden.The Composition of the second phosphating solution corresponds in most make one in principle known phosphating solution and also the method for their application is usually known, wherein this second solution usually not dried up. While the first phosphate layer preferably applied in a belt plant, the second Phosphate layer e.g. in the automobile plant or at a device manufacturer be applied.

Mit der zweiten Phosphatierungslösung wird vorzugsweise eine Phosphatschicht mit folgender Zusammensetzung ausgebildet:

  • – frei oder im wesentlichen frei von Nickel oder mit einem Gehalt von bis zu 5 Gew.-% Ni,
  • – 5 bis 40 Gew.-% Zn,
  • – 1,5 bis 14 Gew.-% Mn und
  • – 20 bis 70 Gew.-% Phosphat, gerechnet als P2O5.
With the second phosphating solution, it is preferable to form a phosphate layer having the following composition:
  • Free or substantially free of nickel or containing up to 5% by weight of Ni,
  • 5 to 40% by weight of Zn,
  • - 1.5 to 14 wt .-% Mn and
  • 20 to 70% by weight of phosphate, calculated as P 2 O 5 .

Die auf dem Metallteil aufgebrachte erste oder/und zweite Phosphatschicht kann mit einem Öl, einer Dispersion oder einer Suspension, insbesondere mit einem Umformöl oder Korrosionsschutzöl oder/und einem Schmierstoff wie einem Trockenschmierstoff z.B. mit einem Wachs-haltigen Gemisch, benetzt werden. Das Öl oder der Schmierstoff dient als zusätzlicher temporärer Korrosionsschutz und kann zusätzlich auch einen Umformvorgang erleichtern, wobei auch das umgeformte Metallteil eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit aufweist. Eine Beschichtung mit einem Öl kann auch auf der zweiten Phosphatschicht von Interesse sein, wenn die zu lackierenden Teile zu einer weiter entfernten Lackieranlage transportiert werden sollen. Vorzugsweise wird nach dem Vorphosphatieren erst Öl aufgebracht, bevor das metallische Substrat verformt wird.The on the metal part applied first or / and second phosphate layer can with an oil, a dispersion or a suspension, in particular with a forming oil or corrosion protection oil and / or a lubricant such as a dry lubricant e.g. with a Wax-containing mixture, to be wetted. The oil or lubricant is used as additional temporary Corrosion protection and may additionally Also facilitate a forming process, including the reshaped Metal part an elevated Has corrosion resistance. A coating with an oil may also be of interest on the second phosphate layer, though the parts to be painted to a more distant paint shop to be transported. Preferably, after the Vorphosphatieren first oil applied before the metallic substrate is deformed.

Eine ggf. vorhandene Öl-Auflage oder Schmierstoff-Auflage kann von bzw. aus der ersten oder zweiten Phosphatschicht entfernt werden, um die Beschichtung für die Lackierung, Umformung, Montage, zum Kleben oder zum Schweißen vorzubereiten. Das Öl muß für eine nachfolgende Lackierung entfernt werden, während es bei anderen Verfahrensgängen entfernt werden kann.A possibly existing oil pad or lubricant pad can be from or out of the first or second Phosphate layer are removed to the coating for painting, Forming, assembly, gluing or welding to prepare. The oil must be for a subsequent Paint can be removed while it with other procedures can be removed.

Die erfindungsgemäß phosphatbeschichteten Metallteile können in einer sogenannten Band-Anlage bei Bedarf beölt bzw. bei Bedarf entfettet oder/und gereinigt werden, bevor sie anschließend nachphosphatiert, umgeformt, geschweißt oder/und verklebt werden, bevor sie ggf. in einer Lackieranlage beschichtet werden.The Phosphate-coated according to the invention Metal parts can if necessary oiled in a so-called belt plant or degreased if necessary and / or cleaned before subsequent phosphating, reshaping, welded or / and glued before, if necessary, in a paint shop be coated.

Die mit einer ersten und ggf. auch zweiten Phosphatschicht versehenen Metallteile können mit einem Lack, mit einer andersartigen organischen Beschichtung oder/und mit einer Klebstoffschicht beschichtet und ggf. danach umgeformt werden, wobei die derart beschichteten Metallteile zusätzlich mit anderen Teilen zusammengeklebt, mechanisch verbunden oder/und geschweißt werden können.The provided with a first and possibly also second phosphate layer Metal parts can with a varnish, with a different organic coating and / or coated with an adhesive layer and, if necessary, afterwards be transformed, wherein the coated metal parts in addition with glued together, mechanically joined or / and welded can.

Es sind heute die unterschiedlichsten organischen Beschichtungen bekannt bzw. auf einer Phosphatschicht einsetzbar. Hierbei fallen nicht alle organischen Beschichtungen unter die Definition von Lacken. Das Umformen, Verkleben bzw. Verschweißen kann auch in Gegenwart eines Öles erfolgen. Das Öl wird oft mit dem Reiniger vor Beginn des zweiten Phosphatierens entfernt. Die mit einer ersten oder/und zweiten Phosphatschicht versehenen Metallteile können entweder vor oder erst nach dem Umformen oder/und Montieren mit einer Beschichtung versehen werden.It today the most diverse organic coatings are known or used on a phosphate layer. This does not fall all organic coatings under the definition of paints. The forming, gluing or welding can also in the presence an oil respectively. The oil often with the cleaner before starting the second phosphating away. Those with a first or / and second phosphate layer provided metal parts can either before or after forming or / and mounting with be provided a coating.

Die erfindungsgemäß phosphatbeschichteten Metallteile können für die Herstellung z.B. von Geräteverkleidungen bei Bedarf beölt, bei Bedarf umgeformt bzw. bei Bedarf entfettet oder/und gereinigt werden, bevor sie anschließend – falls gewünscht – in einer Lackieranlage beschichtet werden. Aus ökonomischen Gründen wird vorzugsweise auf das Entölen vor dem Verkleben bzw. Verschweißen verzichtet.The Phosphate-coated according to the invention Metal parts can for the Production e.g. of equipment panels if necessary oiled, reformed if necessary or degreased if necessary and / or cleaned before they follow - if desired - in one Paint shop to be coated. For economic reasons will preferably on de-oiling dispensed before bonding or welding.

Die erfindungsgemäß phosphatbeschichteten Metallteile können für die Herstellung z.B. von Automobilen beölt und umgeformt werden, wobei dann mehrere Metallteile zusammengeschweißt, zusammengeklebt bzw. anderweitig verbunden werden und anschließend die montierten Teile entfettet oder/und gereinigt werden können, bevor sie anschließend in einer Lackieranlage beschichtet werden können.The Phosphate-coated according to the invention Metal parts can for the Production e.g. of automobiles are oiled and reshaped, taking then several metal parts welded together, glued together or otherwise be connected and then the assembled parts can be degreased or / and cleaned before her afterwards can be coated in a paint shop.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichteten Metallteile können als vorphosphatierte Metallteile für eine erneute Konversionsbehandlung oder für eine erneute Konversionsvorbehandlung insbesondere vor der Lackierung bzw. als vorbehandelte Metallteile – insbesondere für die Automobilindustrie – vor allem vor der Lackierung oder als endphosphatierte Metallteile, die ggf. noch nachträglich lackiert, andersartig organisch oder/und mit einer Folie beschichtet, mit einer Klebstoffschicht beschichtet, umgeformt, montiert oder/und zusammengeschweißt werden. Für das Schweißen ist jedoch üblicherweise Voraussetzung, daß die Phosphatschicht nicht zu dick und eine ggf. auflagernde organische Beschichtung elektrisch leitfähig ist.The according to the inventive method coated metal parts can as pre-phosphated metal parts for a re-conversion treatment or for a renewed conversion pretreatment, especially before painting or as pretreated metal parts - especially for the automotive industry - above all before painting or as end-phosphated metal parts, which may be still afterwards painted, otherwise organically and / or coated with a film, coated, reshaped, assembled or / and with an adhesive layer welded together become. For the welding is however common Condition that the phosphate layer not too thick and a possibly superimposed organic coating electrically conductive is.

Bei dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren können die mit einer ersten oder/und zweiten Phosphatschicht versehenen Metallteile mit einem Lack, mit einer andersartigen organischen Beschichtung, mit einer Folie oder/und mit einer Klebstoffschicht beschichtet und ggf. umgeformt werden, wobei die derart beschichteten Metallteile zusätzlich mit anderen Teilen zusammengeklebt, zusammengeschweißt oder/und anderweitig miteinander verbunden werden können.at the coating method according to the invention can those provided with a first and / or second phosphate layer Metal parts with a varnish, with a different organic Coating, with a foil or / and with an adhesive layer coated and optionally formed, wherein the thus coated Additional metal parts glued together with other parts, welded together and / or otherwise can be connected to each other.

Es hat sich hierbei gezeigt, daß die erzeugte Phosphatschicht um so unempfindlicher gegen wässerige Flüssigkeiten, Feuchtigkeit und andere beeinträchtigende, vor allem korrosive Medien ist, je kristalliner sie ausgebildet ist, insbesondere bei aufgetrockneten Schichten. Die erfindungsgemäße Phosphatschicht hat sich auch aufgrund ihrer Kristallinität als hervorragend unempfindlich erwiesen. Die Kristallinität hat sich überraschenderweise vor allem bei höheren und hohen Zink-Gehalten in Verbindung mit einem hohen Peroxid-Gehalt insbesondere bei Auftrockenverfahren hervorragend ausgebildet. Noch bessere Kristallinität der Phosphatschicht und somit eine noch bessere Wasserfestigkeit und Beständigkeit dieser Schicht gegen z.B. alkalische Reiniger hat sich ergeben, wenn vor der Phosphatierung noch eine zusätzliche Aktivierung durchgeführt wird.It has shown that the produced phosphate layer the less sensitive to aqueous Liquids, Moisture and other disabling, especially corrosive media, the more crystalline it is formed is, especially when dried on layers. The phosphate layer according to the invention has also due to their crystallinity as excellent insensitive proved. The crystallinity has surprisingly especially at higher levels and high zinc levels in conjunction with a high peroxide content especially well trained in the drying process. Yet better crystallinity the phosphate layer and thus an even better water resistance and durability this layer against e.g. alkaline cleaner has emerged if additional activation is performed before phosphating.

Auch ein Mix aus verschiedenen Materialien wie z.B. Metallteilen aus einem unbeschichteten Stahl und vorphosphatierten Metallteilen kann mit einem erfindungsgemäßen Verfahren problemlos gleichzeitig nebeneinander beschichtet werden.Also a mix of different materials, e.g. Metal parts an uncoated steel and pre-phosphated metal parts with a method according to the invention be easily coated simultaneously next to each other.

Bei vormontierten oder montierten Metallteilen kann mit der Vorphosphatierung in Hohlräumen auch ohne Auftrag eines Lackes ein besserer Korrosionsschutz als nach dem zitierten Stand der Technik erzielt werden.For pre-assembled or assembled metal parts can also be used with the Vorphosphatierung in cavities without application of a paint better corrosion protection than the cited prior art can be achieved.

Beim Vergleich von verschiedenartigen metallischen Oberflächen wie z.B. solchen von Stahl wie kaltgewalztem Stahl (CRS) und verzinkten Stählen wirkt sich die gleiche Phosphatierungslösung teilweise deutlich unterschiedlich aus. Die unterschiedliche Reaktivität der Oberflächen von schmelztauchverzinkten Stählen (HDG) und von elektrolytisch verzinkten Stählen (EG, mit höherer Reaktivität als HDG) wirkt sich auf den Zink-Gehalt im Bad deutlich aus. Bei HDG wirkt sich u.U. der Gehalt an Aluminium in der HDG-Oberfläche negativ aus: Zur Optimierung der Phosphatierung bei HDG und bei Aluminium-Oberflächen ist dann ein Zusatz von Fluoriden in freier oder/und gebundener Form z.B. als Flußsäure bzw. Siliciumhexafluorid günstig.At the Comparison of different metallic surfaces like e.g. such as cold rolled steel (CRS) and galvanized steel toughen In some cases, the same phosphating solution has a distinctly different effect out. The different reactivity of the surfaces of Hot Dip Galvanized Steels (HDG) and electrolytically galvanized steels (EG, with higher reactivity than HDG) has a significant effect on the zinc content in the bath. At HDG acts u.U. the content of aluminum in the HDG surface is negative off: To optimize phosphating in HDG and aluminum surfaces then an addition of fluorides in free and / or bound form e.g. as hydrofluoric acid or Silicon hexafluoride favorable.

Überraschend wurde festgestellt, daß das Vorphosphatieren unter Verwendung von kupferfreien Phosphatierungslösungen mit einem Zn : Mn – Gewichtsverhältnis von kleiner 1 : 1 dazu führt, daß die Lackhaftungsergebnisse insbesondere auf verzinkter Oberfläche außergewöhnlich gut sind, wenn nach dem Vorphosphatieren und vor dem Lackieren gänzlich oder weitgehend Nickel-frei nachphosphatiert wurde. Außerdem wurde überraschend festgestellt, daß durch die weitgehende Vermeidung des Nickel-Gehaltes die guten Eigenschaften einer Nickel-haltigen Vorphosphatierungsschicht bezüglich Korrosionsschutz, Umformbarkeit, Verklebbarkeit und Schweißbarkeit erhalten bleiben, im Falle der Verformbarkeit jedoch sogar zu noch besseren Ergebnissen führen. Für eine Vorphosphatierung eignet sich insbesonders zum Aufbringen einer rinse-Phosphatierung durch Spritzen oder/und Tauchen bei Spritz-/Tauchzeiten etwa im Bereich von 3 bis 15 Sekunden und bei einer Temperatur vorzugsweise im Bereich von 45 bis 65°C, vor allem bei verzinkten Oberflächen.Surprised it was found that the Vorphosphatieren using copper-free phosphating with a Zn: Mn weight ratio of less than 1: 1 leads to that the Paint adhesion results especially on galvanized surface exceptionally good are if completely or after pre-phosphating and before varnishing was phosphated largely nickel-free. It also became surprising found that through the substantial avoidance of the nickel content the good characteristics a nickel-containing pre-phosphating layer with regard to corrosion protection, Formability, adhesiveness and weldability are preserved, in the case of ductility, however, even better results to lead. For one Vorphosphatierung is particularly suitable for applying a rinse phosphating by spraying and / or dipping at spray / dive times in the range of 3 to 15 seconds and preferably at a temperature in the range of 45 to 65 ° C, especially with galvanized surfaces.

Außerdem ist es besonders vorteilhaft, daß die Bandgeschwindigkeit beim Auftrocknen einer Vorphosphatierungslösung auf das Band Werte bis zu mindestens 200 m/min gesteigert werden kann, wenn ausreichende Trocknungskapazität zur Verfügung gestellt wird. Bei den Auftrockenverfahren kann die Schwankung des Schichtgewicht deutlich verringert werden durch exaktes Einstellen des Flüssigkeitsfilmes auf dem Band und ggf. auch durch das Vermeiden des Spülens.Besides that is it is particularly advantageous that the Belt speed when drying a Vorphosphatierungslösung on the band values can be increased up to at least 200 m / min, if sufficient drying capacity is provided. Both Drying process can be the fluctuation of the coating weight significantly be reduced by exact adjustment of the liquid film on the tape and possibly also by avoiding rinsing.

Das Vorphosphatieren eignet sich insbesonders bei der Bandherstellung durch rinse-Verfahren, bei denen nach dem Aufbringen der Phosphatschicht gespült wird. Dieses Verfahren eignet sich vor allem für die Automobilproduktion.The Vorphosphatieren is particularly suitable for tape production through rinse procedures, in which rinsing after application of the phosphate layer. This method is especially suitable for automobile production.

Überraschenderweise ist die erfindungsgemäße Beschichtung bezüglich der Korrosionsbeständigkeit und der Lackhaftung einer vergleichbaren Nickel-reichen Beschichtung gleichwertig, jedoch deutlich kostengünstiger und deutlich umweltverträglicher als die Nickel-reiche Beschichtung. Dabei ist es besonders überraschend, daß die hochwertige Beschichtungsqualität weitgehend unabhängig von dem gewählten Beschleuniger bzw. Beschleunigergemisch ist. Das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren ist außerdem unerwartet robust. Außerdem war es erstaunlich, daß die gleichen hochwertigen Eigenschaften über das Zn : Mn – Verhältnis in dem weiten Bereich von 0,5 : 1 bis 0,3 : 1 erzielt werden konnten. Darüber hinaus konnten die gleichen hochwertigen Eigenschaften auch außerhalb dieses Bereiches eingestellt werden, wenn die Zusammensetzung des Bades entsprechend angepaßt wurde.Surprisingly is the coating according to the invention in terms of the corrosion resistance and the paint adhesion of a comparable nickel-rich coating equivalent, but much cheaper and much more environmentally friendly as the nickel-rich coating. It is particularly surprising that the high-quality coating quality largely independent from the chosen one Accelerator or accelerator mixture is. The coating method of the invention is also unexpectedly robust. Furthermore It was amazing that the same high quality properties over the Zn: Mn ratio in the wide range of 0.5: 1 to 0.3: 1 could be achieved. About that In addition, the same high quality features could also be outside This area can be adjusted if the composition of the Bath adapted accordingly has been.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber den bisher beschriebenen und praktizierten Verfahren den Vorteil, daß es bei geringeren Rohstoffkosten hervorragende Beschichtungen liefert und hierbei besonders umweltfreundlich ist. Aufgrund dessen, daß kein Nickel bei diesem Verfahren zugesetzt wird, gelangen weniger Schwermetalle in das Abwasser, in den Phosphatschlamm und in den Schleifstaub. Im Vergleich zu ähnlichen Bädern besteht die Möglichkeit, die Badtemperatur beim Phosphatieren noch weiter abzusenken.The inventive method has opposite the previously described and practiced methods have the advantage of that it delivers excellent coatings at lower raw material costs and this is particularly environmentally friendly. Due to the fact that no nickel added in this process, get less heavy metals into the sewage, phosphate sludge and sanding dust. In comparison to similar ones bathrooms it is possible, lower the bath temperature during phosphating even further.

Mit den erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, einen komplett nickelfreien Phosphatierungsprozeß für hohe Phosphatschichtqualitäten einzusetzen, beispielsweise als Vorbehandlung vor dem Lackieren.With the inventive method Is it possible, to use a completely nickel-free phosphating process for high phosphate layer qualities, for example, as a pre-treatment before painting.

Ein Konzentrat zum Ansetzen der Phosphatierungslösung oder eine Ergänzungslösung zum Ergänzen der Phosphatierungslösung kann insbesondere Zink, Mangan und Phosphorsäure enthalten, aber nur manchmal Alkalien oder/und Beschleuniger.One Concentrate for preparing the phosphating solution or a supplementary solution for Complete the phosphating solution may contain zinc, manganese and phosphoric acid, but only sometimes Alkalis and / or accelerators.

Die erfindungsgemäß beschichteten Metallteile können als vorphosphatierte Metallteile für eine erneute Konversionsbehandlung oder für eine erneute Konversionsvorbehandlung – insbesondere vor der Lackierung – bzw. als vorbehandelte Metallteile – insbesondere für die Automobilindustrie – vor allem vor der Lackierung oder als endphosphatierte Metallteile, die ggf. noch nachträglich lackiert, andersartig organisch beschichtet, mit einer Klebstoffschicht beschichtet, umgeformt, montiert oder/und geschweißt werden. Sie können für die Herstellung von Komponenten oder Karosserieteilen bzw. vormontierten Elementen in der Automobil- oder Luftfahrtindustrie, in der Bauindustrie, in der Möbelindustrie, für die Herstellung von Geräten und Anlagen, insbesondere Haushaltsgeräten, Meßgeräten, Kontrolleinrichtungen, Prüfeinrichtungen, Konstruktionselementen, Verkleidungen sowie von Kleinteilen verwendet werden.The metal parts coated according to the invention can be used as pre-phosphated metal parts for a renewed conversion treatment or for a renewed conversion pretreatment-in particular before painting-or as pretreated metal parts-especially for the automobile industry-above all before painting tion or as end phosphatized metal parts, which may be painted later, otherwise organically coated, coated with an adhesive layer, reshaped, assembled and / or welded. They may be used for the manufacture of components or body parts or preassembled elements in the automotive or aerospace industry, in the construction industry, in the furniture industry, for the manufacture of equipment and installations, in particular household appliances, measuring instruments, control devices, testing equipment, construction elements, cladding and Small parts are used.

Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.Of the The invention will be described below with reference to exemplary embodiments explained in more detail.

Versuchsserie A:Test series A:

Blechtafeln aus elektrolytisch und parallel hierzu aus schmelztauchverzinktem bzw. mit Galvanneal® beschichtetem Stahlband wurden wie folgt behandelt:
Blechabmessungen: 300 × 200 × 0,7 mm.
Metal sheets of electrolytically and parallel thereto of hot-dip or with Galvanneal ® coated steel strip were treated as follows:
Sheet dimensions: 300 × 200 × 0.7 mm.

Zunächst erfolgte eine Spritzreinigung in einem alkalischen Reinigerbad, danach ein kurzes dreimaliges Spülen mit Wasser. Nach dem Spülvorgang wurden die Blechtafeln durch Tauchen in eine Titanphosphat-haltige Aktivierungslösung mit anschließendem Abquetschen des Flüssigkeitsfilmes für die erfindungsgemäße Applikation der Phosphatierungslösung vorbereitet. Die Phosphatierungslösung wurde mittels eines Rollcoaters aufgetragen. Nach der Applikation der Phosphatierungslösung wurden die Bleche 30 s bei 180°C in einem Ofen getrocknet (PMT = 80°C). Das resultierende Schichtgewicht des eingetrockneten Flüssigkeitsfilmes betrug etwa 1,5 g/m2.First, spray cleaning was carried out in an alkaline detergent bath, followed by a brief rinsing with water three times. After the rinsing process, the metal sheets were prepared by immersion in a titanium phosphate-containing activation solution with subsequent squeezing of the liquid film for the application of the phosphating solution according to the invention. The phosphating solution was applied by means of a rollcoater. After the application of the phosphating solution, the sheets were dried for 30 s at 180 ° C. in an oven (PMT = 80 ° C.). The resulting layer weight of the dried liquid film was about 1.5 g / m 2 .

Im folgenden wird die Behandlungsfolge für das Auftrockenverfahren kurz dargestellt:
Reinigen: Mit Gardoclean® 338, 8 g/L, 60°C, 10 s Spritzen
Spülen: Mit Kaltwasser, 10 s Tauchen
Spülen: Mit Kaltwasser, 4 s Spritzen
Spülen: Mit voll-entsalztem Wasser (= VEW), 5 s Tauchen
Aktivieren: Mit Gardolene® V6513, 4 g/L in VEW, 5 s Tauchen
Abquetschen: Mittels Abquetschwalze
Aufwalzen: Erste Phosphatierungslösung (siehe Tabelle 1) mit einem Rollcoater
Trocknen: Im Ofen bei 180°C, 30 s, PMT = 80°C.
The following is a brief description of the treatment sequence for the drying process:
Cleaning: With Gardoclean ® 338, 8 g / L, 60 ° C, 10 s spraying
Rinse: With cold water, 10 s diving
Rinse: With cold water, 4 s spraying
Rinse: with demineralized water (= VEW), 5 s dipping
Activate: Gardolene ® V6513, 4 g / L in VEW, 5 s Diving
Squeezing: By squeegee roller
Rolling: First phosphating solution (see Table 1) with a roller coater
Drying: In the oven at 180 ° C, 30 s, PMT = 80 ° C.

Im folgenden wird die Behandlungsfolge für die rinse-Verfahren kurz dargestellt:
Reinigen: Mit Gardoclean® 338, 8 g/L, 60°C, 10 s Spritzen
Spülen: Mit Kaltwasser, 10 s Tauchen
Spülen: Mit Kaltwasser, 4 s Spritzen
Spülen: Mit voll-entsalztem Wasser (= VEW), 5 s Tauchen
Aktivieren: Mit Gardolene® V6513, 4 g/L in VEW, 5 s Tauchen
Aufsprühen: Erste Phosphatierungslösung (siehe Tabelle 1) 55°C, bei Teilen: 2 min, bei Band: 2 bis 8 s
Spülen: Mit Kaltwasser in Stadtwasserqualität, 15 s
Spülen: In voll-entsalztem Wasser, 15 s
Trocknen: Im Ofen bei 180°C, 30 s, PMT = 80°C.
The following is a brief description of the treatment sequence for the rinse procedure:
Cleaning: With Gardoclean ® 338, 8 g / L, 60 ° C, 10 s spraying
Rinse: With cold water, 10 s diving
Rinse: With cold water, 4 s spraying
Rinse: with demineralized water (= VEW), 5 s dipping
Activate: Gardolene ® V6513, 4 g / L in VEW, 5 s Diving
Spray on: First phosphating solution (see Table 1) 55 ° C, for parts: 2 min, for strip: 2 to 8 s
Rinse: With cold water in city water quality, 15 s
Rinse: In demineralized water, 15 s
Drying: In the oven at 180 ° C, 30 s, PMT = 80 ° C.

RB = rinse-Bandverfahren, RT = Teile-rinse-Verfahren, NR = no-rinse-Bandverfahren.RB = rinse-band method, RT = part-rinse method, NR = no-rinse-band method.

Tabelle 1: Zusammensetzung der Vorphosphatierungslösungen in g/L bzw. Punkten der freien Säure (FS) bzw. Gesamten Säure nach Fischer (GSF).

Figure 00310001
Table 1: Composition of the Vorphosphatierungslösungen in g / L or points of free acid (FS) or total acid according to Fischer (GSF).
Figure 00310001

Figure 00320001
Figure 00320001

Für die Bestimmung der freien Säure bei no-rinse-Verfahren (NR) wurden 60 g des Konzentrats genommen, aufgefüllt mit voll-entsalztem Wasser auf 1 l und dann für die Titration der freien Säure verwendet. Die freie Säure wurde im Falle der rinse-Verfahren eingestellt durch Zusatz von NaOH oder Na2CO3.For the determination of the free acid in the no-rinse procedure (NR), 60 g of the concentrate were taken, made up to 1 l with demineralized water and then used for the titration of the free acid. The free acid was adjusted in the case of the rinse method by addition of NaOH or Na 2 CO 3 .

Es ergab sich erstaunlicherweise bei den no-rinse-Verfahren eine klare Tendenz zu einer besseren Kristallinität der Phosphatschichten mit einem steigenden Kationen-Gehalt des Verhältnisses Kationen : P2O5. Mit einer verbesserten Kristallinität sind diese Schichten auch beständiger gegen Wasser, flüssige Reinigungszusammensetzungen und andere Flüssigkeiten, so daß z.B. Wasserspritzer, die auf die zwischengelagerten vorphosphatierten Bänder oder Bandabschnitte gelangen, nicht zu Flecken und anderen Markierungen führen, die in krassen Fällen durch die anschließend aufgebrachte Nachphosphatierungsschicht oder/und durch nachfolgende Lackschichten hindurch sichtbar bleiben können.Surprisingly, in the no-rinse methods, there was a clear tendency for better crystallinity of the phosphate layers with increasing cation content of the cation: P 2 O 5 ratio. With improved crystallinity, these layers are also more resistant to water, liquid cleaning compositions and other liquids, so that, for example, splashes of water on the interposed pre-phosphated tapes or tape sections will not result in staining and other marks, in the worst case by the subsequently applied post-phosphating layer and / or remain visible through subsequent layers of paint.

Die vorphosphatierten Probebleche wurden in einer Versuchsreihe bei den rinse-Verfahren unmittelbar danach entweder nur mit einem kathodischen Automobiltauchlack oder mit einem Automobillackgesamtaufbau lackiert und ergaben bei den üblichen Automobillackprüfungen wie z.B. Gitterschnittprüfung nach Naßlagerung, VDA-Klima-Wechseltest usw. auch bei nickelfreien Beschichtungen die gleich guten Ergebnisse wie bei den Probeblechen, die zweimal erfindungsgemäß phosphatiert und anschließend lackiert wurden.The Prephosphated sample plates were included in a series of experiments the rinse procedure immediately afterwards either with a cathodic automotive immersion paint or lacquered with an automotive paint overall construction and resulted the usual Automotive paint tests such as. Cross-cut test after wet storage, VDA climate change test etc. also with nickel-free coatings the same good results as with the test sheets, twice Phosphated according to the invention and subsequently were painted.

Die vorphosphatierten Bleche aus elektrolytisch verzinktem (EG) bzw. schmelztauchverzinktem Stahl (HDG) und schmelztauchlegierungsverzinktem Stahl mit einer Beschichtung auf Basis ZnFe (Galvanneal®) wurden verschiedenen Umformversuchen unterworfen. Hierzu wurde auf allen vorphosphatierten und den nicht vorphosphatierten Probeblechen ein in der Automobilindustrie typischerweise verwendetes Umformöl Quaker® N6130 in einer Menge von ca. 0,5 g/m2 aufgebracht.The pre-phosphated sheets of electrolytically galvanized (EG) or hot-dip steel (HDG) and schmelztauchlegierungsverzinktem steel with a coating based ZnFe (Galvanneal ®) were subjected to various deformation tests. To this was prephosphated at all and not pre-phosphated test panels a typically used in the automotive industry, forming oil Quaker ® N6130 in an amount of about 0.5 g / m 2 applied.

Versuchsserie B:Test series B:

Die Versuchsserie B wurde an elektrolytisch verzinkten Stahlbändern bzw. an schmelztauchverzinkten oder mit Galvanneal® beschichteten Stahlblechen durchgeführt.The test series B was performed on electrolytically galvanized steel strip or hot-dip galvanized or at galvanneal coated steel sheets ®.

Beim Vorphosphatieren wurde ein Schichtgewicht des Phosphatüberzugs von ziemlich genau 1,5 g/m2 erzielt. Die Vorphosphatierungsschicht hatte eine hervorragende Kristallinität und Beständigkeit gegen Wasser und andere Flüssigkeiten bei den no-rinse-Verfahren, so daß keine Fleckenbildung auftrat z.B. aufgrund von Spritzwasser, das die Phosphatschicht benetzte, lösliche Bestandteile aufnahm und anschließend eintrocknete.In the case of prephosphating, a coating weight of the phosphate coating of almost exactly 1.5 g / m 2 was achieved. The pre-phosphating layer had excellent crystallinity and resistance to water and other liquids in the no-rinse processes, so that no staining occurred due, for example, to splashing water which wet the phosphate layer, took in soluble components and then dried.

Danach wurden die vorphosphatierten bzw. nicht vorphosphatierten Bänder ggf. zerschnitten; alle Bandabschnitte wurden dann mild alkalisch gereinigt, gespült und mit einer Titan-haltigen Aktivierungslösung behandelt.After that were the pre-phosphated or non-pre-phosphated tapes possibly cut; all strip sections were then mildly alkaline cleaned, rinsed and treated with a titanium-containing activation solution.

Anschließend wurde mit der Nachphosphatierungslösung 1 oder 2 nachphosphatiert. Die nicht vorphosphatierten Bleche zeigten ein Schichtgewicht der Nachphosphatierungsschicht von etwa 3,0 g/m2, während die vorphosphatierten Bleche ein Schichtgewicht der Nachphosphatierungsschicht von nur etwa 2,3 g/m2 aufwiesen.The mixture was then phosphated with the postphosphatizing solution 1 or 2. The non-phosphated sheets showed a post-phosphatizing layer weight of about 3.0 g / m 2 , while the pre-phosphated sheets had a post-phosphatizing layer weight of only about 2.3 g / m 2 .

Tabelle 2: Zusammensetzungen der Nachphosphatierungslösungen 1 und 2 mit Gehaltsangaben in g/L und Säure-Angaben in Punkten:

Figure 00350001
Table 2: Compositions of the after-phosphating solutions 1 and 2 with content data in g / L and acid data in points:
Figure 00350001

Claims (34)

Verfahren zum Aufbringen eines Phosphatüberzüges auf metallische Oberflächen durch Benetzen dieser Oberflächen mit einer wässerigen sauren Phosphatierungslösung, dadurch gekennzeichnet, daß die Phosphatierungslösung – 0,2 bis kleiner 10 g/L Zinkionen, – 0,5 bis 25 g/L Manganionen und – 2 bis 300 g/L Phosphationen, gerechnet als P2O5, enthält, – daß der Phosphatierungslösung kein Kupfer und kein Nickel zugegeben wird und – daß das Zink : Mangan – Gewichtsverhältnis der Phosphatierungslösung im Bereich von 0,05 : 1 bis 1 : 1 gehalten wird, wobei die auf diese Weise vorphosphatierten Metallteile anschließend umgeformt, mit anderen Metallteilen verklebt, mit anderen Metallteilen verschweißt oder/und mit einer zweiten Phosphatierungslösung nachphosphatiert werden.Process for applying a phosphate coating to metallic surfaces by wetting these surfaces with an aqueous acidic phosphating solution, characterized in that the phosphating solution comprises from 0.2 to less than 10 g / L zinc ions, from 0.5 to 25 g / L manganese ions and from 2 to Contains 300 g / L of phosphate ions, calculated as P 2 O 5 , - that no copper and no nickel are added to the phosphating solution, and - that the zinc: manganese weight ratio of the phosphating solution is in the range from 0.05: 1 to 1: 1 is, with the pre-phosphated in this way metal parts then formed with other metal parts glued, welded to other metal parts or / and phosphated with a second phosphating solution. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer ersten oder zweiten Phosphatierungslösung ein Band in einer Bandanlage beschichtet wird, wobei der Phosphatüberzug entweder beim Benetzen des Bandes ausgebildet wird und anschließend das vorphosphatierte oder auch nachphosphatierte Band gespült wird oder die erste oder zweite Phosphatierungslösung auf dem Band auftrocknet.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a first or second phosphating solution a band in a belt plant is coated, wherein the phosphate coating either wetting the band is formed and then the pre-phosphated or also rinsed nachphosphatierte tape or the first or second phosphating solution dries on the belt. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer ersten oder zweiten Phosphatierungslösung metallische Teile durch Aufrakeln, Spritzen, Sprühen oder/und Tauchen mit einer ersten oder zweiten Phosphatierungslösung benetzt werden, wodurch ein Phosphatüberzug ausgebildet wird, und ggf. anschließend gespült wird.Method according to claim 1, characterized in that that with a first or second phosphating solution by metallic parts Raking, spraying, spraying and / or dipping wetted with a first or second phosphating solution , creating a phosphate coating is formed, and optionally subsequently rinsed. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste oder zweite Phosphatierungslösung frei oder im wesentlichen frei ist von Nickel und frei oder im wesentlichen frei ist von Kupfer.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that first or second phosphating solution free or substantially is free of nickel and free or substantially free of copper. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Summe der Kationen zu Phosphat-Ionen der ersten oder zweiten Phosphatierungslösung, gerechnet als P2O5, im Bereich von 1 : 0,7 bis 1 : 23 liegt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the ratio of the sum of the cations to phosphate ions of the first or second phosphating solution, calculated as P 2 O 5 , in the range of 1: 0.7 to 1: 23. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zink : Phosphat – Gewichtsverhältnis der ersten oder zweiten Phosphatierungslösung im Bereich von 0,002 : 1 bis 5 : 1 gehalten wird, wobei Phosphat als P2O5 berechnet wird.Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the zinc: phosphate weight ratio of the first or second phosphating solution is maintained in the range of 0.002: 1 to 5: 1, phosphate being calculated as P 2 O 5 . Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zink : Mangan – Gewichtsverhältnis der zweiten Phosphatierungslösung im Bereich von 0,05 : 1 bis 1 : 1 gehalten wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that Zinc: manganese - weight ratio of second phosphating solution in the range of 0.05: 1 to 1: 1. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste oder zweite Phosphatierungslösung Gehalte an Fe2+-Ionen im Bereich von bis zu 5 g/L enthält, insbesondere bei Eisen-Oberflächen.Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the first or second phosphating solution contains levels of Fe 2+ ions in the range of up to 5 g / L, in particular in the case of iron surfaces. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste oder zweite Phosphatierungslösung einen Gehalt an Natrium, Kalium, Kalzium oder/und Ammonium im Bereich von jeweils 0,01 bis 20 g/L aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that first or second phosphating solution contains sodium, Potassium, calcium or / and ammonium in the range of 0.01 to 20 g / L. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste oder zweite Phosphatierungslösung einen Gehalt an Chlorid im Bereich von 0,01 bis 10 g/L oder/und einen Gehalt an Chlorat im Bereich von 0,01 bis 5 g/L aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that first or second phosphating solution has a content of chloride in the range of 0.01 to 10 g / L or / and a content of chlorate in the range of 0.01 to 5 g / L. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste oder zweite Phosphatierungslösung einen Gehalt an Ionen von Aluminium, Bor, Eisen, Hafnium, Molybdän, Silicium, Titan, Zirkonium, Fluorid oder/und komplexem Fluorid, insbesondere 0,01 bis 5 g/L Fluorid in freier oder/und gebundener Form, enthält.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that first or second phosphating solution has a content of ions of aluminum, boron, iron, hafnium, molybdenum, silicon, titanium, zirconium, Fluoride or / and complex fluoride, in particular 0.01 to 5 g / L Fluoride in free and / or bound form. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste oder zweite Phosphatierungslösung Polymere, Copolymere oder/und Crosspolymere enthält, insbesondere solche von N-haltigen Heterocyclen, vorzugsweise der Vinylpyrrolidone.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that First or second phosphating solution Polymers, copolymers or / and Contains cross polymers, in particular those of N-containing heterocycles, preferably the Pyrrolidones. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste oder zweite Phosphatierungslösung mindestens einen Beschleuniger wie ein Peroxid, eine Substanz auf Basis Nitroguanidin, auf Basis Nitrobenzolsulfonsäure oder auf Basis Hydroxylamin, ein Chlorat, ein Nitrat, ein Perborat oder eine organische Nitroverbindung wie z.B. Paranitrotoluolsulfonsäure enthält.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that first or second phosphating solution at least one accelerator like a peroxide, a substance based on nitroguanidine, based nitrobenzene sulfonic acid or based on hydroxylamine, a chlorate, a nitrate, a perborate or an organic nitro compound such as e.g. Paranitrotoluenesulfonic acid contains. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste oder zweite Phosphatierungslösung einen Peroxid-Zusatz, vorzugsweise H2O2, in einer Konzentration im Bereich von 0,001 bis 120 g/L enthält, gerechnet als H2O2.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first or second phosphating solution contains a peroxide additive, preferably H 2 O 2 , in a concentration in the range of 0.001 to 120 g / L, calculated as H 2 O 2 . Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste oder zweite Phosphatierungslösung einen Gehalt an mindestens einer Verbindung auf Basis von Ameisensäure, Bernsteinsäure, Maleinsäure, Malonsäure, Milchsäure, Perborsäure, Weinsäure, Zitronensäure oder/und einer chemisch verwandten Hydroxycarbonsäure enthält.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first or two te phosphatizing containing a content of at least one compound based on formic acid, succinic acid, maleic acid, malonic acid, lactic acid, perboric acid, tartaric acid, citric acid or / and a chemically related hydroxycarboxylic acid. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste oder zweite Phosphatierungslösung eingesetzt wird, bei der der S-Wert als Verhältnis der freien Säure zur Gesamtsäure nach Fischer im Bereich von 0,01 und 0,9 liegt.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a first or second phosphating solution is used, in which the S value as a ratio the free acid to the total acid Fischer is in the range of 0.01 and 0.9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Menge der ersten oder zweiten Phosphatierungslösung im Bereich von 1 bis 12 ml/m2 auf die Metallteile zum Auftrocknen aufgebracht wird.A method according to any one of the preceding claims, characterized in that an amount of the first or second phosphating solution in the range of 1 to 12 ml / m 2 is applied to the metal parts for drying. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste oder zweite Phosphatierungslösung durch Aufwalzen, durch Fluten und anschließendes Abquetschen, durch Spritzen und anschließendes Abquetschen oder durch Tauchen und anschließendes Abquetschen auf dem Metallteil aufgebracht wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that first or second phosphating solution by rolling, by Floods and subsequent Squeezing, by spraying and then squeezing or by Diving and subsequent Squeezing is applied to the metal part. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste oder zweite Phosphatierungslösung beim Aufbringen eine Temperatur im Bereich von 10 bis 80°C aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that first or second phosphating solution when applying a temperature in the range of 10 to 80 ° C having. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der ersten oder zweiten Phosphatierungslösung auf dem Metallteil gebildete Flüssigkeitsfilm auf der Oberfläche des Metallteils bei Temperaturen im Bereich von 20 und 120°C bezogen auf PMT-Temperaturen aufgetrocknet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that formed with the first or second phosphating solution on the metal part liquid film on the surface of the metal part at temperatures in the range of 20 and 120 ° C. is dried to PMT temperatures. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste oder zweite Phosphatierungslösung auf die Metallteile aufgebracht wird und hinterher gespült wird, wobei die aufgebrachte Vorphosphatschicht nach dem Trocknen ein Schichtgewicht im Bereich von 0,5 bis 12 g/m2 aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a first or second phosphating solution is applied to the metal parts and rinsed afterwards, wherein the applied pre-phosphate layer after drying has a coating weight in the range of 0.5 to 12 g / m 2 . Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit der ersten oder zweiten Phosphatierungslösung ein Phosphatüberzug mit einem Schichtgewicht der abgeschiedenen und getrockneten Phosphatschicht im Bereich von 0,2 bis 5 g/m2 gebildet wird.Process according to one of the preceding claims, characterized in that a phosphate coating having a coating weight of the deposited and dried phosphate layer in the range from 0.2 to 5 g / m 2 is formed with the first or second phosphating solution. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteile vor der Benetzung mit der ersten oder zweiten Phosphatierungslösung mit einer Aktivierungslösung oder Aktivierungssuspension benetzt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that Metal parts before wetting with the first or second phosphating with an activation solution or activation suspension are wetted. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß direkt auf eine erste oder zweite Phosphatschicht eine Passivierungslösung aufgebracht wird, insbesondere durch Spritzen, Tauchen oder Walzen.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that directly applied to a first or second phosphate layer, a passivation solution is, in particular by spraying, dipping or rolling. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Metallteil aufgetrocknete erste oder zweite Phosphatschicht mit einem Öl, einer Dispersion oder einer Suspension, insbesondere einem Umformöl oder Korrosionsschutzöl oder/und einem Schmierstoff, benetzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that on the metal part dried first or second phosphate layer with an oil, a dispersion or a suspension, in particular a forming oil or corrosion protection oil and / or a lubricant, is wetted. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorhandene Öl-Auflage oder Schmierstoff-Auflage von oder aus der ersten oder zweiten Phosphatschicht entfernt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a existing oil pad or lubricant coating from or from the first or second phosphate layer Will get removed. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteile nach dem Auftrocknen einer ersten Phosphatierungslösung von einer Zusammensetzung nach Anspruch 1 mit einer zweiten wässerigen, sauren Phosphatierungslösung benetzt werden, wobei diese zweite Lösung – frei oder im wesentlichen frei ist von Nickel oder bis zu 8 g/L Nickelionen in der Phosphatierungslösung und – 0 bis 20 g/L Zinkionen, – 0 bis 12 g/L Manganionen und – 5 bis 50 g/L Phosphationen, gerechnet als P2O5, enthält.A method according to any one of the preceding claims, characterized in that after drying a first phosphating solution of a composition according to claim 1, the metal parts are wetted with a second, acidic, acidic phosphating solution, said second solution being free or substantially free of nickel or bismuth to 8 g / L nickel ions in the phosphating solution and - 0 to 20 g / L zinc ions, - 0 to 12 g / L manganese ions and - 5 to 50 g / L phosphate ions, calculated as P 2 O 5 contains. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer ersten oder zweiten Phosphatschicht versehenen Metallteile entweder vor oder erst nach dem Umformen oder/und Montieren mit einer Beschichtung entsprechend Anspruch 27 beschichtet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that metal parts provided with a first or second phosphate layer either before or after forming or / and mounting with a coating according to claim 27 are coated. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit der zweiten Phosphatierungslösung eine Phosphatschicht mit folgender Zusammensetzung ausgebildet wird: – frei oder im wesentlichen frei von Nickel oder mit einem Gehalt von bis zu 5 Gew.-% Ni, – 5 bis 40 Gew.-% Zn, – 1,5 bis 14 Gew.-% Mn und – 20 bis 70 Gew.-% Phosphat, gerechnet als P2O5.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the second Phosphating a phosphate layer is formed having the following composition: - free or substantially free of nickel or containing up to 5 wt .-% Ni, - 5 to 40 wt .-% Zn, - 1.5 to 14 wt. % Mn and - 20 to 70% by weight of phosphate, calculated as P 2 O 5 . Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer ersten oder zweiten Phosphatschicht versehenen Metallteile nachträglich noch mit mindestens einer Polymere, Copolymere, Crosspolymere, Oligomere, Phosphonate, Silane oder/und Siloxane enthaltenden Beschichtung beschichtet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that metal parts provided with a first or second phosphate layer later nor with at least one polymer, copolymers, crosspolymers, oligomers, Phosphonates, silanes or / and siloxanes containing coating be coated. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer ersten oder zweiten Phosphatschicht versehenen Metallteile nachträglich noch mit mindestens einer Lackschicht beschichtet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that metal parts provided with a first or second phosphate layer later be coated with at least one coat of paint. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer ersten oder zweiten Phosphatschicht versehenen Metallteile mit einem Lack, mit einer andersartigen, Polymere enthaltenden Beschichtung oder/und mit einer Klebstoffschicht beschichtet und umgeformt werden, wobei die derart beschichteten Metallteile zusätzlich mit anderen Metallteilen zusammengeklebt, zusammengeschweißt oder/und anderweitig miteinander verbunden werden können.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that metal parts provided with a first or second phosphate layer with a varnish, with a different, polymer-containing coating or / and coated with an adhesive layer and reshaped, wherein the thus coated metal parts in addition to other metal parts glued together, welded together and / or otherwise with each other can be connected. Verwendung der nach dem Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 32 beschichteten Metallteile als vorphosphatierte Metallteile für eine erneute Konversionsbehandlung oder für eine erneute Konversionsvorbehandlung, als vorbehandelte Metallteile oder als endphosphatierte Metallteile.Use according to the method according to at least one of the claims 1 to 32 coated metal parts as pre-phosphated metal parts for one re-conversion or re-conversion pre-treatment, as pretreated metal parts or as end phosphated metal parts. Verwendung der nach dem Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 32 beschichten Metallteile für die Herstellung von Komponenten oder Karosserieteilen oder vormontierten Elementen in der Automobil- oder Luftfahrtindustrie, in der Bauindustrie, in der Möbelindustrie, für die Herstellung von Geräten und Anlagen, insbesondere Haushaltsgeräten, Meßgeräten, Kontrolleinrichtungen, Prüfeinrichtungen, Konstruktionselementen, Verkleidungen sowie von Kleinteilen.Use according to the method according to at least one of the claims 1 to 32 coat metal parts for the production of components or body parts or pre-assembled elements in the automotive or aviation industry, in the construction industry, in the furniture industry, for the Manufacture of equipment and Installations, in particular household appliances, measuring instruments, control equipment, test equipment; Construction elements, cladding and small parts.
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